Il lavoro sugli asteroidi primitivi degli studenti dell’UCF fornisce il contesto per ulteriori ricerche e future missioni della NASA

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Gli asteroidi primitivi studiati dalla dottoranda in fisica dell’UCF Brittany Harvison portano con sé tracce delle loro origini e miliardi di anni di storia del nostro sistema solare.

Harvison ha recentemente esaminato attentamente una libreria di dati di telescopi a infrarossi per analizzare la composizione spettrale di 25 membri della famiglia Erigone di asteroidi primitivi e contribuire a colmare le lacune nella nostra comprensione della creazione del nostro sistema solare.

I dati sugli asteroidi Erigone, che si trovano nella fascia principale degli asteroidi tra le orbite di Marte e Giove, sono stati raccolti come parte del progetto PRIMitive Asteroid Spectroscopic Survey (PRIMASS) co-guidato dalla scienziata planetaria dell’UCF Noemí Pinilla-Alonso.

Il lavoro di Harvison, che è stato pubblicato di recente sulla rivista Icaropone le basi per la ricerca futura e potrebbe avvicinare gli scienziati alla conclusione se gli asteroidi abbiano portato acqua sulla Terra e, in tal caso, quanta acqua.

“Esistono teorie secondo cui la Terra potrebbe aver ricevuto una frazione della sua acqua da asteroidi primitivi nel primo Sistema Solare”, afferma Harvison, che è anche ricercatore presso il Florida Space Institute (FSI). “Gran parte di queste teorie riguarda la comprensione di come questi asteroidi primitivi siano stati trasportati sul percorso della Terra. Quindi, esplorare oggi gli asteroidi primitivi nel Sistema Solare potrebbe aiutare a dipingere un quadro di ciò che accadeva tanti anni fa”.

Alcuni di questi viaggiatori cosmici, compresi gli asteroidi della famiglia Erigone, hanno silicati idrati. I corpi idratati esistenti che continuano a muoversi nel nostro sistema solare potrebbero dirci di più su quelli che si sono scontrati con la Terra.

È una delle tante domande in sospeso che il lavoro di Harvison spera di affrontare.

Brittany Harvison è una dottoranda in fisica della UCF che sta studiando gli asteroidi primitivi per aiutare a comprendere meglio la creazione del nostro sistema solare. (Foto di Antoine Hart)

“Volevamo principalmente vedere se esistevano famiglie di asteroidi primitive simili alle famiglie di asteroidi Erigone e Polana”, afferma Harvison. “Abbiamo usato la spettroscopia per studiare quali tipi di minerali erano sulla superficie per comprenderne la composizione”.

Dallo studio, Harvison e i suoi coautori hanno visto che le famiglie Erigone e Polana sono diverse l’una dall’altra nel vicino infrarosso ma che le altre famiglie primitive hanno i propri livelli di colore rosso nella loro distribuzione spettrale insieme ai propri livelli unici di colore rosso. idratazione.

In altre parole, le famiglie primitive del sistema solare interno mostrano una varietà di rossore e idratazione. L’analisi e il confronto mostrano prove che queste famiglie non sono collegate ai gruppi proposti di tipo Erigone o tipo Polana, sfidando le teorie precedentemente sostenute su dove si inseriscono. Inoltre, un particolare asteroide, (52246) Donaldjohanson, sembra appartenere alla famiglia Erigone in base al suo spettro.

Mettere insieme la storia

A causa dell’importanza di comprendere la natura degli oggetti primitivi, numerosi veicoli spaziali hanno preso di mira asteroidi primitivi, come Hayabusa2 della JAXA e OSIRIS-REx della NASA, che hanno visitato, studiato e restituito campioni rispettivamente da Ryugu e Bennu.

Bennu e Ryugu hanno spinto i ricercatori a studiare ulteriormente gli asteroidi primitivi e a capire da dove provenissero, dice Harvison.

Erigone era uno degli ultimi pezzi della vasta libreria di dati PRIMASS che esisteva, ma doveva ancora essere studiata, dice Harvison. PRIMASS mira a comprendere la diversità delle proprietà superficiali tra le famiglie collisionali primitive nella fascia degli asteroidi e a mappare la loro composizione.

Una famiglia di asteroidi collisionali si riferisce a un gruppo di asteroidi che si ritiene abbiano avuto origine dalla rottura di un corpo genitore più grande a causa di una collisione. I membri di una famiglia coinvolta forniscono informazioni sull’interno del corpo intatto di cui facevano parte prima dell’impatto.

Il progetto PRIMASS sta caratterizzando le famiglie collisionali degli asteroidi primitivi nella fascia principale, e in particolare quelli che potrebbero essere l’origine degli asteroidi primitivi vicini alla Terra come Bennu e Ryugu.

Le conclusioni tratte dallo studio delle famiglie collisionali come Erigone sono pezzi fondamentali del puzzle nel più ampio sforzo di comprendere la creazione del nostro sistema solare.

“Lo scopo più ampio era quello di osservare le famiglie primitive nella parte interna della fascia principale degli asteroidi, dove si pensa che Ryugu e Bennu abbiano probabilmente avuto origine”, dice. “La famiglia Erigone è stata l’ultimo pezzo del puzzle ad essere inserito nella libreria PRIMASS per fornire un contesto completo sugli asteroidi primitivi in ​​questa regione e consentire ad altri scienziati di analizzare i dati”.

La ricerca di Harvison fornisce un contesto supplementare per la prossima missione Lucy della NASA, che vedrà l’omonima navicella spaziale visitare Donaldjohanson (52246) nella primavera del 2025 prima di passare all’esame di otto oggetti troiani (rocce spaziali intrappolate nell’orbita di Giove) dal 2027 al 2033.

Guardando al futuro

Il coautore dello studio Mário De Prá, assistente scienziato presso la FSI, è stato assistente di ricerca e co-supervisore di Harvison. La coautrice Pinilla-Alonso è consulente di ricerca di Harvison e ha assistito Harvison nella sua ricerca.

Pinilla-Alonso afferma di essere felice di assistere Harvison e di vedere la sua crescita.

“Per me è stato un piacere vedere il processo e il risultato finale”, afferma. “Mi ha contattato all’inizio della pandemia, mentre lavoravamo tutti a casa, per esprimere il suo interesse a conseguire un dottorato di ricerca qui all’UCF. Eccoci qui circa tre anni dopo: ha fatto un lavoro fantastico e c’è ancora molto da fare”.

Pinilla-Alonso e Harvison si dicono sorpresi che nessuno abbia studiato la spettroscopia della famiglia Erigone.

“Quando Brittany è approdata a questo progetto, abbiamo visto che c’era un’informazione che ci mancava”, afferma Pinilla-Alonso. “PRIMASS aveva completato l’analisi del visibile e del vicino infrarosso di tutte le famiglie primitive della fascia interna ma mancava una famiglia: Erigone. Questo è stato molto importante perché era la famiglia che poteva dare una conclusione all’apprendimento interiore [asteroid] famiglie di cinture. Finché non fai la domanda giusta o non disponi degli strumenti, a volte non cerchi quella risposta. Ma, in questo caso, abbiamo fatto le osservazioni ed era chiaro che dovevamo analizzarlo”.

La conoscenza acquisita dallo studio delle famiglie di asteroidi primitivi Bennu, Ryugu e Erigone e Polana servirà da trampolino di lancio per le future osservazioni del telescopio spaziale James Webb e per le missioni della NASA.

“È un momento molto emozionante esaminare tutti questi nuovi dati e altri in arrivo con il telescopio spaziale James Webb”, afferma Pinilla-Alonso. “Penso davvero che la scoperta più grande debba ancora arrivare. I dati che possiamo raccogliere dalla Terra sono limitati. Ora abbiamo lo strumento migliore nello spazio per continuare a imparare di più”.

Pinilla-Alonso, Harvison e altri ricercatori della FSI inizieranno a utilizzare il JWST già quest’estate per osservare Erigone e altri asteroidi primitivi e, nell’arco di circa due anni, valutare gli spettri raccolti.

Harvison mantiene il suo entusiasmo mentre non vede l’ora di sviluppare le sue analisi e svelare ulteriormente le origini di questi asteroidi primitivi.

“C’è questo fascino quando guardo questi dati e sto esaminando qualcosa che è a milioni di chilometri di distanza”, dice Harvison. “Possiamo guardare indietro di miliardi di anni e apprendere la struttura iniziale e la composizione del primo sistema solare studiando la superficie di questi asteroidi. È sempre stato qualcosa che mi entusiasma”.

Oltre a Harvison, Pinillia-Alonso e De Prá, il collega dell’FSI e capo del gruppo di scienze planetarie e spaziali Humberto Campins ha fornito supporto alla ricerca. Vania Lorenzi della Fundación Galileo Galilei e dell’Instituto de Astrofísica de Canarias, David Morate di El Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragon, Julia de León e Javier Licandro dell’Instituto de Astrofísica de Canarias e dell’Universidad de La Laguna, Anicia Arredondo del Sud-Ovest Anche l’Istituto di ricerca ha contribuito alla ricerca.

Credenziali dei ricercatori

Harvison è entrata a far parte dell’UCF nel 2021 ed è una studentessa laureata che sta lavorando per conseguire il dottorato in fisica. Si è laureata in astronomia, astronomia planetaria e scienze alla Northern Arizona University nel 2020.

Pinilla-Alonso è professoressa alla FSI ed è entrata a far parte dell’UCF nel 2015. Ha conseguito il dottorato in astrofisica e scienze planetarie presso l’Universidad de La Laguna in Spagna. Pinilla-Alonso ricopre anche un incarico congiunto come professore presso il Dipartimento di Fisica dell’UCF e ha condotto numerose campagne di osservazione internazionali a sostegno delle missioni della NASA come New Horizons, OSIRISREx e Lucy.

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