Jedním z největších překvapení celé mise OSIRIS-REx byla skutečnost, že cílová planetka Bennu se ukázala jako členitý a drsný svět pokrytý velkými balvany, na kterém se nachází jen málo hladkých ploch, které naznačovala dřívější pozorování pomocí pozemských přístrojů. „Když se sonda OSIRIS-REx v roce 2018 dostala k Bennu, byli jsme překvapeni tím, co jsme spatřili,“ vzpomíná Andrew Ryan, vědec z Lunar and Planetary Laboratory, která spadá pod University of Arizona v Tucsonu, který vedl pracovní skupinu pro fyzikální a termální analýzu vzorků z mise OSIRIS-REx a dodává: „Očekávali jsme nějaké balvany, ale předpokládali jsme alespoň několik velkých ploch s hladším, jemnějším regolitem, který by se snáze odebíral. Namísto toho to vypadalo, že jsou na povrchu pouze balvany a my jsme si pak chvíli drbali hlavy.“

Obzvláště záhadná byla pozorování Spitzerovým teleskopem, který změřil nízkou tepelnou setrvačnost, což ukazovalo na planetku, jejíž povrch se dokáže rychle zahřát i zchladnout vlivem otáčení, které přináší části povrchu na sluneční svit a jiné zase do stínu – něco na způsob písečné pláže na Zemi. To bylo v rozporu s mnoha balvany, které sonda OSIRIS-REx po příletu pozorovala. Ty se totiž chovaly spíše jako bloky betonu, které vyzařují teplo i dlouho poté, co slunce zajde za obzor. Data nasbíraná sondou OSIRIS-REx během průzkumné kampaně u planetky naznačují možné vysvětlení. Balvany by mohly být mnohem poréznější, než se čekalo. Jakmile byly vzorky dopraveny na Zemi, výzkumníci byli připraveni tuto myšlenku dále prostudovat.

Tým Andrew Ryana analyzoval materiál odebraný z povrchu Bennu s pomocí širokého spektra laboratorních analytických metod. Ve studii publikované v časopise Nature Communications autoři uvedli, že tyto balvany jsou skutečně dostatečně porézní na to, aby se tím dala vysvětlit část  ztrát tepla, ale ne všechny. Ukázalo se totiž, že mnoho z těchto balvanů je protkáno rozsáhlou sítí prasklin.

K ověření, zda tyto praskliny mohou být důvodem, proč povrch planetky ztrácí teplo, se tým expertů z univerzity v japonském městě Nagoya rozhodl vzorky přivezené z planetky Bennu analyzovat metodou tzv. lock-in termografie. Tato laserová technika umožňuje vědcům zaměřit se na nepatrný bod na povrchu vzorku a měřit, jak se jím teplo šíří, podobně jako se vlny šíří po hladině rybníka.

„A tady to začalo být opravdu zajímavé,“ popisuje Andrew Ryan a pokračuje: „Ukázalo se, že tepelná setrvačnost vzorků v laboratoři je mnohem vyšší než to, co zaznamenaly přístroje na sondě. Tím se také potvrzují podobné výsledky, k nimž dospěl tým partnerské mise OSIRIS-REx, mise Hayabusa-2 japonské agentury JAXA.“ Aby bylo možné vytvořit smysluplné predikce toho, jak by se materiál choval ve velkých balvanech na planetce, musel tým najít způsob, jak škálovat měření prováděná na malých částicích vzorků. V ochranném gloveboxu členové týmu na Johnsonově středisku v Houstonu hermeticky těsně uzavřeli částice vzorků do ochranné dusíkové atmosféry a poté je mohli poslat do laboratoře, kde se provádí rentgenová počítačová tomografie (XCT). Jakmile byla částice naskenována, vrátila se zpět do gloveboxu.

„Vzorek dostal vlastní skafandr, prošel CT skenováním a poté se vrátil do svého čistého prostředí. To vše bez jakéhokoliv vystavení pozemskému prostředí,“ popisuje Nicole Lunning, hlavní kurátorka vzorků z mise OSIRIS-REx na Astromaterials Research and Exploration Science division na Johnsonově středisku a jedna ze spoluautorů studie a dodává: „Můžeme snímkovat přímo skrz tyto vzduchotěsné kontejnery, abychom mohli vizualizovat tvary a vnitřní struktury pod povrchem kamene.“

„Rentgenová počítačová tomografie nám umožňuje nahlédnout do útrob objektu ve třech rozměrech, aniž bychom jej poškodili,“ doplňuje spoluautor studie, Scott Eckley z johnsonova střediska, který se věnuje výzkumu s využitím rentgenového záření. Po tomto zmapování byl vytvořen trvalý trojrozměrný digitální archiv tvarů částic vzorků i jejich interiérů a data byla zadána do veřejné databáze. Tým Andrew Ryana využil skeny z XCT pro počítačové simulace modelující tok tepla a tepelnou setrvačnost. když byly modely zvětšeny na velikost balvanů, výsledky tepelné setrvačnosti zapadly do shody s tím, co sonda změřila u planetky.

Kde vědci očekávali, že balvany na Bennu jsou extrémně porézní a načechrané, téměř až houbovité, odhalila analýza vzorků něco nečekaného. „Ukázalo se, že jsou také hodně popraskané a to byl chybějící článek skládačky,“ upřesnil Andrew Ryan. Ron Ballouz, vědec z Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory v marylandském Laurelu a druhý autor článku, uvedl, že tato práce změnila způsob, jakým vědci interpretují stukturu planetky na základě jejích teplotních vlastností pozorovaných ze Země: „Díky analýze těchto vzorků pocházejících z té samé planetky můžeme konečně podložit naše poznatky o tepelných vlastnostech planetky získané z teleskopických pozorování“

Přeloženo z:
https://science.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/20210409t142536s732ncml0v008.png
https://assets.science.nasa.gov/dynamicimage/assets/science/psd/ares/OREX_AndyRyan_FractureFigure_Exterior.png
https://assets.science.nasa.gov/dynamicimage/assets/science/psd/ares/OREX_AndyRyan_FractureFigure_Transparent.png
https://assets.science.nasa.gov/dynamicimage/assets/science/psd/ares/jsc2024e076997_Eckley_XCT2.jpg