Nowe badanie potwierdza, że o ciałach kosmicznych myślimy w zbyt uproszczony sposób. Niektóre asteroidy mogą być kometami (albo komety asteroidami).

Komety to ciała złożone głównie z lodu pokrytego pyłem i odłamkami skał. Gdy zbliżają się do Słońca, lód się ogrzewa. Para wodna usuwa pył i skały, a ulatniający się z powierzchni ciała niebieskiego gaz tworzy jasny warkocz, który może rozciągać się miliony kilometrów.

Asteroidy (albo planetoidy) zaś to ciała złożone głównie ze skał. Nic nie powinno się z nich ulatniać. A na pewno nie w tak widowiskowy sposób jak w przypadku komet.

„To jest bardzo dziwny obiekt”

Są jednak wyjątki. W 1983 roku odkryto asteroidę Phaethon. Ma średnicę około 5,8 kilometrów. Co rok i 158,5 dnia przecina orbity Marsa, Ziemi, Wenus i Merkurego. Ma też niezwykłą jak na asteroidę cechę – w miarę zbliżania się do Słońca jaśnieje.

Obserwacje sond STEREO ujawniły istnienie warkocza pyłowego towarzyszącego planetoidzie. Z tego powodu Phaethon został określony mianem „skalnej komety”. Co jednak się z niej uwalnia, nie było dotychczas wiadomo.

– Phaethon jest dziwnym obiektem, który staje się aktywny w pobliżu Słońca. Wiemy, że jest asteroidą z grupy Geminidów. Ale wiemy też, że nie ma na nim lodu lub jest go bardzo niewiele – tłumaczy Joseph Masiero z Caltechu.

Co może ulatniać się z „komety bez lodu”

Badaczy zaintrygował pomysł, że z Phaethona może ulatniać się coś innego niż para wodna i gazy. – Zaciekawiło nas, czy sód, którego w asteroidach jest pod dostatkiem, może być przyczyną aktywności Phaethona – mówi Masiero.

Ten pomysł to efekt obserwacji meteorów z grupy Geminidów, które co roku spalają się w ziemskiej atmosferze. Kolor śladu, jaki pozostawiają, pozwala określić ich skład, rozgrzane atomy emitują bowiem światło o charakterystycznym spektrum. Sód świeci na żółto (co można zaobserwować, gdy do płomienia wpadnie ziarno soli kuchennej).

W spektrum wpadających do atmosfery Geminidów jest za mało żółtego światła. Wskazuje to, że zawierają niewiele sodu. Do tej pory specjalnie to naukowców nie zajmowało. Zakładano po prostu, że Geminidy w jakiś sposób pozbyły się sodu.

Jak Geminidy pozbyły się sodu

Naukowcy uważają, że gdy Phaethon zbliża się do Słońca, znajdujący się w niej sód nagrzewa się i paruje przez pęknięcia i szczeliny w najbardziej zewnętrznej skorupie asteroidy. Proces zachodzi w sposób cykliczny i ciągły. Wrzący sód zatem może wyjaśnić dwie zagadki naraz: jaśnienie Phaethona, gdy zbliża się do Słońca, oraz to, jak Geminidy straciły sód.

Björn Davidsson z NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) tłumaczy, że nie dzieje się to gwałtownie. – Nasze modele sugerują, że wystarczą niewielkie ilości parującego sodu. Nie ma w tym procesie nic wybuchowego, to raczej stałe syczenie - tłumaczy.

Podgrzewanie próbek meteorytów potwierdza – z Phaethona uwalnia się sód

Naukowcy przetestowali w laboratorium JPL próbki meteorytu Allende, który spadł w 1969 roku w Meksyku. Meteoryt mógł pochodzić z asteroidy podobnej do Phaethona. Należy do klasy meteorytów zwanych chondrytami węglowymi, które powstały w początkach Układu Słonecznego.

Naukowcy podgrzali wióry meteorytu do najwyższej temperatury, jakiej doświadcza Phaethon zbliżając się do Słońca - czyli do około 750 stopni Celsjusza.

– Symulowaliśmy ten efekt ogrzewania w ciągu „dnia” na Phaethonie – opowiada Yang Liu z JPL, współautor badań. - Porównując próbki minerałów przed i po naszych testach laboratoryjnych stwierdziliśmy, że sód się ulatniał, a pozostałe pierwiastki pozostawały. Sugeruje to, że to samo może się dziać na Phaetonie.

Badanie jest kolejnym dowodem na to, że podział małych ciał Układu Słonecznego na asteroidy i komety jest uproszczony. – Nasze odkrycie dowodzi, że w odpowiednich warunkach sód może tłumaczyć naturę aktywnych asteroid. A to sprawia, że całe spektrum ciał niebieskich pomiędzy kometami a asteroidami jest bardziej skomplikowane, niż się nam wydawało – mówi Masiero.

Źródła: NASA Jet Propulsion Laboratory, The Planetary Science Journal