Το διαστημικό σκάφος Lucy της NASA αποκάλυψε ότι ο αστεροειδής Donaldjohanson είναι ένα ταλαντευόμενο αντικείμενο σε σχήμα φυστικιού, που γεννήθηκε από μια βίαιη σύγκρουση πριν από 155 εκατομμύρια χρόνια και σταδιακά αναδιαμορφώθηκε από τη λεπτή δύναμη του ηλιακού φωτός, ενώ φέρει ίχνη αρχαίου νερού.
Ο αστεροειδής Donaldjohanson σχηματίστηκε πριν από περίπου 155 εκατομμύρια χρόνια, όταν θραύσματα από μια βίαιη σύγκρουση ενώθηκαν σταδιακά υπό την επίδραση της βαρύτητας. Έκτοτε, μια λεπτή αλλά επίμονη δύναμη που παράγεται από το ηλιακό φως έχει μεταβάλει την περιστροφή του, ενώ ίχνη αρχαίου νερού παραμένουν διατηρημένα στη βραχώδη επιφάνειά του.
Η πτήση της Lucy αποκαλύπτει ασυνήθιστη περιστροφή
Στις 20 Απριλίου 2025, η Lucy πέρασε σε απόσταση μόλις 650 μιλίων από τον Donaldjohanson, ενώ ταξίδευε μέσα από την κύρια ζώνη αστεροειδών με προορισμό μια ομάδα τρωικών αστεροειδών του Δία. Κατά τη διάρκεια της προσέγγισης, το σκάφος κατέγραψε τις πρώτες κοντινές εικόνες και συνέλεξε λεπτομερείς επιστημονικές μετρήσεις. Αυτές οι παρατηρήσεις αποκάλυψαν έναν αστεροειδή που δεν περιστρέφεται με τον απλό τρόπο που ανέμεναν οι επιστήμονες.
Πριν από την άφιξη της Lucy, οι αστρονόμοι που μελετούσαν τον Donaldjohanson από τη Γη είχαν παρατηρήσει ένα επαναλαμβανόμενο μοτίβο στη φωτεινότητά του. Αυτές οι παρατηρήσεις υποδείκνυαν ότι επρόκειτο για ένα επιμήκες αντικείμενο που ολοκλήρωνε μία περιστροφή κάθε 10,5 γήινες ημέρες.
Οι κοντινές μετρήσεις του σκάφους αποκάλυψαν μια πιο περίπλοκη πραγματικότητα. Αντί να περιστρέφεται γύρω από έναν μοναδικό άξονα, όπως οι περισσότεροι αστεροειδείς και πλανήτες, ο Donaldjohanson συμπεριφέρεται περισσότερο σαν μια ταλαντευόμενη σβούρα. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι κάνει μια πλήρη περιστροφή γύρω από τον άξονά του κάθε 10,5 ημέρες, ενώ ταυτόχρονα ταλαντεύεται μπρος-πίσω γύρω από τον μακρύ άξονά του κάθε 26,5 ημέρες.
Αστεροειδής σε σχήμα φυστικιού από αρχαία σύγκρουση
Οι παρατηρήσεις από τη Γη είχαν ήδη υποδείξει ότι ο Donaldjohanson ήταν επιμήκης, αλλά η Lucy έδειξε ότι ο αστεροειδής αποτελείται στην πραγματικότητα από δύο συνδεδεμένους λοβούς που ενώνονται με έναν στενό λαιμό. Οι επιστήμονες περιγράφουν αυτόν τον τύπο δομής ως «δίλοβο». Πιθανότατα σχηματίστηκε όταν δύο θραύσματα από μια προγενέστερη σύγκρουση παρασύρθηκαν και συγχωνεύθηκαν υπό την επίδραση της βαρύτητάς τους.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι ο αστεροειδής περιστρεφόταν τουλάχιστον δέκα φορές ταχύτερα λίγο μετά τον σχηματισμό του. Τα τελευταία 20 έως 60 εκατομμύρια χρόνια, ωστόσο, αυτή η περιστροφή επιβραδύνθηκε σταδιακά. Καθώς ο ρυθμός περιστροφής μειώθηκε, η ισορροπία μεταξύ φυγόκεντρων δυνάμεων και βαρύτητας άλλαξε. Χαλαρά πετρώματα και συντρίμμια μετακινήθηκαν κατά μήκος των πλαγιών, αναδιαμορφώνοντας μέρη της επιφάνειας και συμβάλλοντας στην εξομαλυσμένη εμφάνιση πολλών κρατήρων που είναι ορατοί στις εικόνες της Lucy.
Η ομάδα πιστεύει ότι αυτή η επιβράδυνση προκλήθηκε από το φαινόμενο YORP, μια λεπτή διαδικασία που οφείλεται στο ηλιακό φως. Όταν το ηλιακό φως θερμαίνει έναν αστεροειδή, η επιφάνεια απελευθερώνει αυτή την ενέργεια ως υπέρυθρη ακτινοβολία. Παρόλο που η προκύπτουσα δύναμη είναι εξαιρετικά μικρή, δρα συνεχώς για εκατομμύρια χρόνια. Επειδή το σχήμα του Donaldjohanson είναι ανομοιόμορφο, αυτές οι μικροσκοπικές δυνάμεις δεν αλληλοεξουδετερώνονται πλήρως, δημιουργώντας ένα φαινόμενο στρέψης που μεταβάλλει σταδιακά την περιστροφή του αστεροειδούς.
Ενδείξεις αρχαίου νερού στον Donaldjohanson
Καθώς η Lucy πέρασε κοντά από τον Donaldjohanson με ταχύτητα περίπου 30.000 μιλίων/ώρα, τα όργανά της ανίχνευσαν ορυκτά αργίλου πλούσια σε σίδηρο στην επιφάνεια του αστεροειδούς. Αυτά τα ορυκτά θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί μόνο παρουσία υγρού νερού. Ωστόσο, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η έκθεση στο νερό ήταν σχετικά σύντομη.
Με την πάροδο του χρόνου, η παρατεταμένη αλληλεπίδραση με το νερό τείνει να αντικαθιστά τον σίδηρο στα ορυκτά αργίλου με άλλα στοιχεία, όπως το μαγνήσιο. Επειδή οι άργιλοι στον Donaldjohanson παραμένουν πλούσιοι σε σίδηρο, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το υγρό νερό ήταν παρόν μόνο για περιορισμένο χρονικό διάστημα. Η κατάσταση είναι διαφορετική για τους αστεροειδείς Bennu και Ryugu, οι οποίοι περιέχουν αργίλους πλούσιους σε μαγνήσιο, υποδηλώνοντας ότι εκτέθηκαν σε νερό για πολύ μεγαλύτερες περιόδους, πιθανότατα εκατομμύρια χρόνια, ενώ ήταν ακόμη μέρη μεγαλύτερων μητρικών σωμάτων.
Η αποστολή Lucy, που ξεκίνησε το 2021, είναι η πρώτη αποστολή της NASA προς τους τρωικούς αστεροειδείς του Δία και θα συνεχίσει το ταξίδι της με στόχο την περαιτέρω μελέτη αυτών των αρχαίων διαστημικών σωμάτων, τα οποία μπορεί να κρύβουν κρίσιμες πληροφορίες για την πρώιμη ιστορία του ηλιακού μας συστήματος.
Η συνάντηση με τον Donaldjohanson αποτέλεσε μια δοκιμαστική άσκηση για τις μελλοντικές επισκέψεις της Lucy στους τρωικούς αστεροειδείς, αρχίζοντας με την πτήση της δίπλα από τον Eurybates στις 12 Αυγούστου 2027. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στις 18 Ιουνίου στο περιοδικό Science.