2011'de NASA'lar şafak uzay aracı Vesta olarak bilinen büyük asteroit (yani planetoid) etrafında yörünge kurdu. Probe önümüzdeki 14 ay boyunca bilimsel araçlarla Vesta’nın yüzeyinin detaylı çalışmalarını yaptı. Bu bulgular, gezegenlerin tarihi, yüzey özellikleri ve kayalık gezegenler gibi farklılaştığına inanılan yapısı hakkında çok şey ortaya koydu.
Buna ek olarak, soruşturma Vesta’nın buz içeriği hakkında önemli bilgiler topladı. Son üç yılı araştırmanın verilerini gözden geçirerek geçirdikten sonra bir bilim adamı ekibi, yer altı buzunun olasılığını gösteren yeni bir çalışma hazırladı. Bu bulgular, Güneş cisimlerinin nasıl oluştuğu ve suyun Güneş Sistemi boyunca tarihsel olarak nasıl taşındığı konusundaki anlayışımızla ilgili olabilir.
“Şafak Misyonunun Asteroid Vesta'nın Yörüngesel Bistatik Radar Gözlemleri” başlıklı çalışmaları yakın zamanda bilimsel dergide yayınlandı Doğa İletişimi. Western Michigan Üniversitesi'nden yüksek lisans öğrencisi Elizabeth Palmer liderliğindeki ekip, Vesta'nın ilk yörüngesel bistatik radar (BSR) gözlemini yürütmek için Dawn uzay aracındaki iletişim anteninden elde edilen verilere güveniyordu.
Bu anten - Yüksek Kazançlı telekomünikasyon Anteni (HGA) - Vesta'nın yörüngesi sırasında X-bandı radyo dalgalarını Dünya'daki Derin Uzay Ağı (DSN) antenine iletti. Misyonun büyük bölümünde, Dawn’ın yörüngesi, HGA'nın Dünya'daki yer istasyonları ile görüş alanında olmasını sağlamak için tasarlandı. Bununla birlikte, oklüzyonlar sırasında - prob bir seferde 5 ila 33 dakika boyunca Vesta'nın arkasından geçtiğinde - prob bu görüş çizgisinin dışındaydı.
Bununla birlikte, anten, HGA tarafından iletilen radar dalgalarının Vesta'nın yüzeyinden yansıtılmasına neden olan telemetri verilerini sürekli olarak iletiyordu. Bistatik radar (BSR) gözlemleri olarak bilinen bu teknik geçmişte Merkür, Venüs, Ay, Mars, Satürn'ün Ay Titanı ve kuyruklu yıldız 67P / CG gibi karasal cisimlerin yüzeylerini incelemek için kullanılmıştır.
Ancak Palmer'ın açıkladığı gibi, Vesta gibi bir vücudu incelemek için bu tekniği kullanmak astronomlar için bir ilkti:
“Bu, ilk kez küçük bir cismin etrafında yörüngede bir bistatik radar deneyi yapıldığı için, Ay veya Mars gibi büyük bedenlerde yapılan aynı deneye kıyasla birkaç benzersiz zorluk getirdi. Örneğin, Vesta'nın etrafındaki yerçekimi alanı Mars'tan çok daha zayıf olduğu için, Şafak uzay aracının yüzeyden uzaklığını korumak için çok yüksek bir hızda yörüngeye girmesi gerekmez. Bununla birlikte, uzay aracının yörünge hızı önem kazanır, çünkü yörünge ne kadar hızlı olursa, 'doğrudan sinyalin' frekansına (engelsiz radyo sinyali olan) göre 'yüzey yankısının' frekansı o kadar fazla değişir (Doppler kaydırılır). Vesta'nın yüzeyini otlatmadan doğrudan Dawn'ın HGA'sından Dünya'nın Derin Uzay Ağı antenlerine seyahat eder). Araştırmacılar 'yüzey yankısı' ile 'doğrudan sinyal' arasındaki farkı frekans farklarından anlatabilirler - bu nedenle Dawn'ın Vesta çevresindeki yavaş yörünge hızı ile bu frekans farkı çok küçüktü ve BSR verilerini işlemek için daha fazla zamana ihtiyaç duydu. güçlerini ölçmek için 'yüzey ekolarını' izole et. ”
Yansıyan BSR dalgalarını inceleyerek Palmer ve ekibi Vesta’nın yüzeyinden değerli bilgiler elde edebildi. Bundan, yüzey radar yansıtıcılığında önemli farklılıklar gözlemlediler. Ancak Ay'ın aksine, yüzey pürüzlülüğündeki bu varyasyonlar tek başına krater ile açıklanamamıştır ve muhtemelen yer buzunun varlığından kaynaklanmıştır. Palmer'ın açıkladığı gibi:
“Bunun yüzeyin pürüzlülüğündeki birkaç inçlik farkların bir sonucu olduğunu gördük. Daha güçlü yüzey ekoları daha pürüzsüz yüzeyleri gösterirken, zayıf yüzey ekoları daha pürüzlü yüzeylerden seker. Vesta'nın yüzey pürüzlülük haritamızı, uzay aracı üzerinde Gama Işını ve Nötron Dedektörü (GRaND) kullanarak Dawn bilim adamları tarafından ölçülen yeraltı hidrojen konsantrasyonları haritasıyla karşılaştırdığımızda, daha pürüzsüz alanların aynı zamanda hidrojeni artırılmış alanlarla çakıştığını gördük. konsantrasyonları!”
Sonunda Palmer ve meslektaşları, Vesta'da gömülü buzun (geçmiş ve / veya şimdiki) varlığının, yüzeyin diğer bölümlerinden daha pürüzsüz olmasından sorumlu olduğu sonucuna vardılar. Temel olarak, yüzey üzerinde bir etki meydana geldiğinde, yüzeye büyük miktarda enerji aktardı. Orada gömülü buz mevcut olsaydı, çarpma olayı ile eritilir, çarpma kaynaklı kırıklar boyunca yüzeye akar ve daha sonra yerinde donardı.
Aynı şekilde, Avrupa, Ganymede ve Titania gibi aylar, kriyovolkanizmin sıvı suyun yüzeye ulaşmasına (yeniden dontuğu yere) yol açması nedeniyle yüzey yenilenmesi yaşar, yüzey altı buzunun varlığı Vesta'nın yüzeyinin parçalarının yumuşatılmasına neden olur. mesai. Bu sonuçta Palmer ve meslektaşlarının tanıklık ettiği engebeli arazilere yol açacaktır.
Bu teori, yüzlerce kilometrekareyi ölçen daha yumuşak arazilerde tespit edilen büyük hidrojen konsantrasyonları ile desteklenmektedir. Vesta’nın yüzeyinde geçici su akışı belirtileri gösteren Şafak Çerçeveleme Kamerası görüntülerinden elde edilen jeomorfolojik kanıtlarla da tutarlıdır. Bu çalışma Vesta hakkında daha önce yapılmış bazı varsayımlarla da çelişti.
Palmer'ın belirttiği gibi, bunun Güneş Sisteminin tarihini ve evrimini anlamamız açısından da etkileri olabilir:
“Asteroid Vesta'nın küresel erime, farklılaşma ve daha küçük cisimlerin etkisiyle geniş çaplı regolit bahçeciliği sayesinde su içeriğini uzun zaman önce tüketmesi bekleniyordu. Bununla birlikte, bulgularımız Vesta'da gömülü buzun var olabileceği fikrini destekliyor, bu da Vesta bir gezegenin oluşumunda erken bir aşamayı temsil eden bir protoplanet olduğu için heyecan verici bir ihtimal. Güneş Sistemi boyunca su buzunun nerede bulunduğunu daha fazla öğrenirsek, suyun Dünya'ya nasıl verildiğini ve oluşumunun ilk aşamalarında Dünya'nın iç kısmına ne kadar içsel olduğunu daha iyi anlayacağız. ”
Bu çalışma, Güneş Sistemi'ndeki karasal benzeri gezegenlerin ve büyük uyduların araştırmalarını teşvik etmeye odaklanan JPL tabanlı bir çaba olan NASA’nın Gezegensel Jeoloji ve Jeofizik programı tarafından desteklendi. Çalışma aynı zamanda gezegenlerin ve diğer cisimlerin yüzey su kaynaklarını bulmak için radar ve mikrodalga görüntülemeyi iyileştirme çabalarının bir parçası olarak USC'nin Viterbi Mühendislik Okulu'nun yardımıyla gerçekleştirildi.
