Późnym popołudniem powierzchnia planetoidy Bennu ożywa. Aż drzazgi lecą

Uciekające z powierzchni cząstki mogą nam wiele powiedzieć o polu grawitacyjnym czy o budowie wnętrza planetoidy.

Po raz pierwszy pył uciekający z planetoidy zauważono w styczniu 2019 r., zaledwie kilka dni od przybycia sondy do Bennu. Nikt by tego pewnie nie zauważył, gdyby nie bystre oko głównego astronoma misji, Carla Hergenrothera z Uniwersytetu Arizony.

Sondy kosmiczne przemierzając miliony kilometrów w pustce przestrzeni kosmicznej, niczym dawni żeglarze, posługują się w nawigacji gwiazdami, które pozwalają na odpowiednią orientację w przestrzeni. Kamery zainstalowane na pokładzie sondy wykonują bezustannie zdjęcia gwiazd tła. Porównując zarejestrowane na nich gwiazdy z mapami nieba, można na bieżąco wprowadzać odpowiednie korekty kursu.

I właśnie  w taki sposób, analizując położenie sondy, Hergenrother zauważył na zdjęciu osobliwą gromadę gwiazd.

Dokładniejsza analiza i zastosowanie odpowiednich technik obróbki zdjęć pozwoliły naukowcom rozwiązać zagadkę. Owa „gromada gwiazd” w rzeczywistości była obłokiem drobnych cząstek wyrzuconych z powierzchni planetoidy. Dalsze obserwacje pozwoliły dostrzec na zdjęciach niewielkie smugi wskazujące na ruch cząstek w polu widzenia kamery, wyróżniający się na tle nieruchomych gwiazd.

Od momentu dotarcia do planetoidy badacze obserwowali i śledzili ponad 300 takich zdarzeń na Bennu. Jak mówią autorzy, część cząstek ucieka w przestrzeń kosmiczną, część okrąża ją przez jakiś czas, a większość opada z powrotem na powierzchnię.

Sonda OSIRIS-REx wyposażona jest w zestaw kamer Touch-and-Go Camera Suite (TAGCAMS), którego celem było wspomaganie procesu nawigacji. Od czasu dolotu do planetoidy TAGCAMS zaangażowano także do aktywnego śledzenia wszystkich cząstek w otoczeniu planetoidy.

Wykorzystując algorytmy opracowane do przeglądu Catalina Sky Survey, którego celem było odkrywanie i śledzenie planetoid zbliżających się do Ziemi poprzez rejestrowania ich ruchu na tle gwiazd, zespół OSIRIS-REx ustalił, że z powierzchni planetoidy odrywają się kamyki o średnicy nawet 6 cm.

W trakcie kampanii obserwacyjnej trwającej od stycznia do września 2019 r. zarejestrowano 668 czastek, z których większość miała rozmiary między 0,5 a 1 cm i poruszała się z prędkością ok. 20 cm/s. Najszybsza cząstka uciekająca z Bennu miała prędkość 3 m/s.

Średnio badacze rejestrowali jedną lub dwie cząstki dziennie, z czego większość z powrotem opadała na planetoidę. Jeżeli dodamy do tego niewielkie rozmiary uciekających cząstek, można przyjąć, że masa planetoidy praktycznie się nie zmienia.

Po przeanalizowaniu różnych mechanizmów, które mogą odpowiadać za unoszenie kamieni z planetoidy, badacze doszli do wniosku, że najbardziej prawdopodobnymi są uderzenia meteoroidów, które wybijają cząstki z powierzchni oraz pękanie skał pod wpływem naprężeń spowodowanych zmianami temperatury. Bennu wykonuje pełny obrót wokół własnej osi w ciągu 4,3 godziny przez co jego powierzchnia na zmianę się ogrzewa i ochładza. Z czasem skały na powierzchni pękają i rozpadają się na mniejsze, przy okazji od czasu do czasu wyrzucając cząstki z powierzchni.  Fakt, że cząstki opuszczają powierzchnię zazwyczaj wtedy gdy skały są ogrzane wskazuje, że pękanie termiczne jest tutaj głównym czynnikiem.

Wyrzucane z powierzchni planetoidy cząstki dostarczyły naukowcom dodatkowych informacji o planetoidzie. Dzięki temu można dużo dokładniej badać pole grawitacyjne planetoidy, a trajektorie cząstek po wybiciu wskazują wyraźnie, że wnętrze Bennu jest niejednorodne, z gęstszymi i rzadszymi obszarami.