Unika bilder ger ny kunskap om vårt solsystem

Rymdsonden Rosetta sändes upp för snart sex år sedan av ESA (European Space Agency). Sonden är på väg till kometen Churyumov-Gerasimenko och skall komma fram på hösten 2014 efter mer än tio års resa genom rymden. Ombord finns ett högteknologiskt kamerasystem, OSIRIS, som kan ta både oerhört skarpa bilder av ytan på himlakroppar och mycket känsliga panoramabilder av kometers slöjor av gas och stoft. I kamerateamet deltar Uppsalaastronomerna Hans Rickman och Björn Davidsson.

Den 5 september 2008 passerade Rosetta nära intill den lilla asteroiden (2867) Steins som håller till i den inre delen av asteroidbältet strax bortom Mars bana. Eftersom bara en handfull asteroider har utforskats på nära håll med rymdsonder tidigare var detta ett gyllene tillfälle för OSIRIS-teamet.

– Det är så få asteroider som blivit undersökta att varje ny blir en mycket viktig pusselbit för vår förståelse av asteroider och vårt solsystem. Bilderna av Steins blev en bonus för missionen, förklarar Björn Davidsson.

Asteroiderna är ovärderliga vittnen till vad som har hänt i vårt solsystem sedan hundratals miljoner eller rentav miljarder år tillbaka. De består av material som formades när solsystemet var nyfött och planeterna ännu inte hade hunnit bildas. I själva verket är det byggmaterialet till jordklotet som visar sig när man studerar asteroider.

– När man undersöker en liten asteroid som Steins, är det viktigt att förstå dess historia för att tolka det man ser på rätt sätt. Det kan till exempel handla om asteroidens form, antalet kratrar samt vilka mineral och bergarter den består av. Detta kan bara undersökas genom att flyga till den och ta närbilder. Desto fler asteroider som kan utforskas, desto mer kan vi lära oss om de stora dragen i asteroidbältets historia och ytterst om hur jorden, Mars och Venus kom till, berättar Hans Rickman.

Steins storlek är unik i jämförelse med andra asteroider som flugits förbi. Den har en diameter på ungefär fem kilometer. Andra undersökta asteroider har varit mycket mindre eller mycket större.

Formen och ytan hos Steins är också annorlunda än hos tidigare undersökta asteroider och detta har väckt frågor hos forskarna. Själva asteroiden är formad som en slipad diamant. Och varför det finns så få små kratrar på Steins? Uppenbarligen har de små kratrarna ”suddats ut” genom någon geologisk process. Forskarna tror det rör sig om ”markskred”. Men eftersom en liten asteroid inte har någon geologisk aktivitet som jordklotet har, så uppkommer frågan vad som kan orsaka sådana skred.

Här kommer forskarna med en hypotes. Asteroider utsätts för ett vridmoment genom den värmestrålning de utsänder, olika mycket i olika riktningar. Detta har fått namnet YORP-effekten efter initialerna hos fyra forskare som har studerat den. Den lite märkliga formen hos Steins antyder att YORP kan ha spelat en roll.

– Den har börjat snurra så snabbt att den har ändrat sin form, förklarar Björn Davidsson.

Den snabba rotationen kan då få sten och grus på ytan nära polerna att vandra mot ekvatorn, det vill säga markskred i stor skala, och asteroiden omformas till den diamantform vi ser hos Steins.

Steins ålder förefaller vara några hundra miljoner år eller eventuellt uppemot en miljard år. Det ser man genom att räkna kratrarna på Steins yta och jämföra dessa med hur ofta asteroiden kan förväntats ha kolliderat med mindre himlakroppar. Steins är alltså betydligt yngre än solsystemet (vars ålder är 4,6 miljarder år), även om dess material är urgammalt. Den är alltså ett kollisionsfragment, och den kan förväntas överleva i ytterligare någon miljard år, innan den till slut slås sönder i småbitar.

Den största kratern på Steins ligger vid sydpolen och mäter ca 2,1 kilometer i diameter. Den visar att Steins har utsatts för en fruktansvärd kollision men har överlevt. Ifall Steins vore en kompakt stenklump, skulle energin i denna kollision troligen ha krossat den fullständigt. OSIRIS-teamets tolkning är därför att Steins är en redan uppkrossad ”stenhög” i likhet med vad man tror att de flesta asteroider är.

Vad Steins består av och var den kommer ifrån är forskarna inte helt säkra på, men asteroider av detta slag är ofta rika på järnfattiga silikater som enstatit. Man har sett att den är mycket ljust färgad. Detta är typiskt för asteroider i den inre delen av asteroidbältet, så Steins är knappast någon ”invandrare” från någon annan del av solsystemet.

En möjlighet är att Steins består av myriader av små korn som kondenserade ur den skiva av gas som omgav solen när den bildades, den så kallade solnebulosan. I så fall är materialet inte bara urgammalt utan även en opåverkad relik ifrån solsystemets första början. Men det kan också röra sig om en omstöpt variant av samma material, som har värmts upp och delvis smälts till magma.

I så fall kommer nog Steins från en ganska stor moderasteroid som smälte tidigt i solsystemets historia och senare stelnade och slogs sönder.

Kontaktinformation
För mer information kontakta:

Björn Davidsson, tel: (arbetet) 018-4715970, (mobil) 073-6451869, (privat) 018-255469

Hans Rickman, tel: (arbetet) +48-(0)22-3816335, (mobil) +48-(0)722-399330,
(privat) +48-(0)22-4028142