Na asteroidu Vesti nema kiše, vjetra ni rijeka, ali njegova se površina ipak stalno mijenja. Nova analiza snimaka NASA-ine misije Dawn pokazuje da se iz svjetline lavina i izbačenog materijala može iščitati koliko je regolit svjež i koliko je dugo bio izložen svemirskom okolišu.
Svijetla područja na Vesti nisu samo fotografski detalj
Vesta je jedan od najvećih objekata u asteroidnom pojasu i tijelo bez atmosfere, zbog čega se njezina površina ne mijenja na isti način kao površina Zemlje ili Marsa. Ondje nema erozije u poznatom smislu. Umjesto toga, površinu oblikuju udari, odroni, miješanje materijala i dugotrajno izlaganje česticama i zračenju iz svemira.
Upravo su ti procesi bili u središtu nove studije provedene na Institut de Physique du Globe de Paris. Istraživači su se vratili podacima NASA-ine misije Dawn i analizirali dva posebno zanimljiva područja na Vesti. Jedno su svijetli lavinski tragovi u krateru Cornelia, a drugo je svježi nanos materijala izbačen nakon udara uz strmu rasjednu padinu Matronalia Rupes.
Na prvi pogled, oba područja izgledaju jednostavno: svjetlija su od okolnog terena. No u planetarnoj geologiji svjetlina nije jednoznačan znak. Površina može izgledati svjetlije zato što je nedavno otkrivena, zato što sadrži više sitnih čestica, zato što je hrapavija ili zato što je kraće bila izložena svemirskom vremenu.
Zato pitanje nije bilo samo što se na Vestinoj površini vidi, nego što ta svjetlina zapravo znači.
Ista snimka može skrivati više odgovora
Da bi razdvojili različite uzroke svjetline, istraživači su primijenili Hapkeov fotometrijski model. Taj model povezuje svjetlost koju površina odbija s kutom pod kojim je osvijetljena i kutom iz kojeg je promatra letjelica.
Drugim riječima, ne promatra se samo koliko je neko područje svijetlo, nego i kako se ponaša pod različitim geometrijama osvjetljenja i promatranja. Iz toga se mogu procijeniti svojstva regolita, poput njegove sposobnosti raspršenja svjetlosti, fotometrijske hrapavosti i načina na koji pojedina zrnca odbijaju svjetlost.
Posebnost ovog rada nije samo u korištenju modela, nego u načinu na koji je model primijenjen. Tim ga je ugradio u Bayesov statistički okvir, što znači da nije tražio jednu konačnu vrijednost za svako svojstvo površine. Umjesto toga, dobio je raspone vjerojatnih vrijednosti i jasniju sliku nesigurnosti.
To je važno jer se kod dalekih tijela poput Veste površina ne može izravno dodirnuti ni izmjeriti jednostavnim instrumentom na tlu. Znanstvenici moraju izvući podatke iz svjetlosti, sjena i kutova promatranja.
Najsjajniji tragovi pokazali su se i najsvježijima
Rezultati pokazuju jasan obrazac. Najsvjetliji nanosi ujedno su i najmlađi u geomorfološkom smislu.
U krateru Cornelia lavinski nanosi imaju veći albedo jednostrukog raspršenja od dna kratera i suprotne stijenke. To znači da učinkovitije raspršuju upadnu svjetlost, što ih izdvaja od starije i tamnije okolne površine.
Sličan odnos pronađen je i kod Matronalia Rupes. Svježi izbačeni materijal ondje je svjetliji od malog kratera s kojim je povezan i od same padine rasjeda.
Istraživači su pritom provjeravali može li rezultat ovisiti o takozvanom opozicijskom efektu. To je pojava u kojoj površina izgleda svjetlije kada se promatra gotovo iz istog smjera iz kojeg dolazi Sunčeva svjetlost. No hijerarhija svjetline ostala je stabilna i pri različitim pretpostavkama o tom efektu.
To pojačava zaključak da svjetliji tragovi nisu samo optička varka. Oni vjerojatno bilježe novije mehaničke procese na površini.
Regolit pamti udare, odrone i svemirsko trošenje
Najsvjetliji materijal na Vesti mogao bi biti svježiji regolit, manje promijenjen dugotrajnim izlaganjem svemirskom okolišu. Druga mogućnost, koja se ne isključuje s prvom, jest da su lavine i udari tijekom pomicanja materijala razdvojili sitnije i krupnije čestice.
Tamni tereni, s druge strane, upućuju na stariju i razvijeniju površinu. Takva područja mogu biti promijenjena svemirskim trošenjem, pomiješana sa starijim materijalom ili relativno siromašnija sitnim česticama.
Studija zato pokazuje da fotometrija može biti vrijedan dodatak klasičnom čitanju reljefa. Snimke otkrivaju gdje su krateri, padine, lavine i izbačeni nanosi. No način na koji ta područja odbijaju svjetlost može otkriti u kakvom je stanju površinski materijal i koliko je relativno svjež.
To ne znači da se svako svojstvo regolita može precizno odrediti iz orbite. Autori pokazuju nešto skromnije, ali vrlo korisno: moguće je pouzdano rangirati površine prema njihovoj relativnoj svježini.
Takav pristup ne odnosi se samo na Vestu. Mogao bi se primijeniti i na druga tijela bez atmosfere, od asteroida do mjeseca, gdje se povijest površine ne zapisuje u vodi i vjetru, nego u udarima, odronima, zrncima prašine i dugom izlaganju svemiru.