24 września tego roku kapsuła NASA wylądowała na spadochronie na Ziemi, przywożąc ze sobą cenny materiał pobrany z asteroidy Bennu. Agencja udostępniła już zdjęcia i wstępne analizy kosmicznych skał wydobytych z kapsuły.
Celem misji Osiris-Rex była asteroida Bennu, z której jeszcze w 2020 roku udało się pobrać liczne próbki materiału. Następnie sonda udała się z powrotem w podróż ku Ziemi, a blisko miesiąc temu zrzuciła kapsułę zawierającą materiał skalny do jej atmosfery. Drobny czarny pył i małe, błyszczące skały przypominające węgiel są piękne, ale na pierwszy rzut oka dość niepozorne. Jednak ta garstka kosmicznych minerałów ma ogromny potencjał: być może pozwoli nam znaleźć odpowiedź nie tylko na pytanie o to, jak powstała Ziemia, ale także w jaki sposób pojawiła się na niej z czasem woda i jak powstało życie.
Celem konferencji prasowej NASA z 11 października było ujawnienie szczegółów dotyczących badań próbki. Obecny tam dr Francis McCubbin sugerował, że jeśli pobrany materiał będzie starannie przechowywany i zabezpieczony, może być analizowany i wykorzystywany w różnych eksperymentach jeszcze przez wiele lat. Ale właściwie... po co?
Zacznijmy od tego, że czasami materiał z kosmosu dociera na Ziemię sam, bez naszej pomocy, w postaci meteorytów. Sama tylko NASA ma w swojej kolekcji setki próbek meteorytów, które prawdopodobnie pochodzą z asteroid. Próbki te można poddawać różnym użytecznym analizom. Jednak często nie jest możliwe ustalenie, z której asteroidy pochodzą poszczególne meteoryty. Ogranicza to znaczenie uzyskanych w ten sposób wyników. Co gorsza, meteoryty bywają również zanieczyszczane podczas ich podróży przez atmosferę lub gdy są już na Ziemi – może je na przykład skazić ziemska materia organiczna. Próbka pobrana w sterylnych warunkach przez sondę Osiris-Rex jest natomiast nieskazitelnie czysta. Dzięki temu możemy być pewni, że wszelkie odkrycia dokonane podczas jej badania powiedzą nam coś więcej właśnie (i na pewno) o samej asteroidzie Bennu. Niektóre z bardziej drobnych cząstek pyłu obecnych w próbce z Bennu nigdy nie byłyby także w stanie przekształcić się w meteoryt i spaść na Ziemię. Udanie się „na miejsce” i pobranie tam bezpośrednio takiej próbki to jedyny sposób, w jaki można uzyskać na Ziemi tego rodzaju materiał.
Nie była to zresztą pierwsza próbka planetoidy dostarczona na Ziemię. Dwie misje Japońskiej Agencji Kosmicznej (JAXA), Hayabusa 1 i 2, przywiozły materiał zebrany z asteroid odpowiednio w 2010 i 2020 roku. Osiris-Rex to pierwsza amerykańska misja, w ramach której tego dokonano. Powróciła ona również ze znacznie większą ilością skał i pyłu niż misje Hayabusa – łącznie przywieziono około 250 gramów (w porównaniu do 5 gramów uzyskanych przez sondę Hayabusa 2). Oznacza to, że wydzielone z większej mniejsze próbki do badań mogą zostać przekazane naukowcom z całego świata oraz wystawione publicznie w centrach edukacji czy muzeach. Ponadto w próbce znalazły się większe fragmenty skał, co daje wyjątkową okazję do zbadania, jak różne minerały rozmieszczone są w większych fragmentach asteroidy.
Bennu to tzw. asteroida węglowa (typu C). Asteroidy takie zawierają duże ilości węgla i substancji lotnych – związków, które można łatwo odparować, takich jak na przykład woda. Uważa się, że są one pozostałościami po procesie formowania się Układu Słonecznego, co może pomóc w wyjaśnieniu, w jaki sposób powstały planety, w tym Ziemia.
Była jednak niespodzianka, ale dość przyjemna: analiza głównej części próbki zajęła więcej czasu niż oczekiwano. Technika zbierania materiału okazała się na tyle skuteczna, że próbka „wysypała się” z docelowego pojemnika w kapsule powrotnej. Ponieważ każde ziarno jest cenne, cały ten dodatkowy materiał musiał zostać skrupulatnie zebrany przed otwarciem samego pojemnika na próbkę i rozpoczęciem przygotowania głównej części próbki do badań.
Wstępna analiza już dała interesujące wyniki. Znaleziono wodę uwięzioną w minerałach ilastych pochodzących z Bennu, co jest niezwykle ważnym odkryciem. Jednym z proponowanych mechanizmów powstania wody na Ziemi i innych planetach wewnętrznych jest to, że woda została związana właśnie w minerałach ilastych (takich jak ten), które następnie uformowały się w skały, z których ostatecznie powstały planety podczas tworzenia się Układu Słonecznego.
W próbce znajduje się też sporo węgla – jego udział wynosi prawie 5% – i siarki. Oba pierwiastki są niezbędne do życia. Węgiel jest kluczowym składnikiem związków organicznych, które umożliwiają życie biologiczne. Siarka zaś jest ważnym składnikiem aminokwasów, które budują białka. Podejrzewa się, że asteroidy takie jak Bennu „zaszczepiły” Ziemię związkami prebiotycznymi, czyli budulcami życia. Magnetyt (tlenek żelaza) znaleziony w próbce został powiązany z reakcjami chemicznymi kluczowymi dla ewolucji materii. Wybraliśmy właściwą asteroidę. I nie tylko – przywieźliśmy też właściwą próbkę – podsumował dr Daniel Glavin, analityk misji Osiris-Rex.
Lądowanie sondy na Bennu. Źródło: NASA
Kapsuła powrotna z próbką z misji OSIRIS-REx widoczna wkrótce po wylądowaniu 24 września 2023 r. na pustyni na poligonie Departamentu Obrony w Utah. Próbka została pobrana z asteroidy Bennu w październiku 2020 roku przez sondę kosmiczną NASA OSIRIS-REx. Źródło: NASA/Keegan Barber
Czytaj więcej:
Źródło: NASA, Phys.org
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Na zdjęciu: Powiększenie małego ziarna z próbki. Małe jasne plamki na obrazie po prawej stronie (w świetle UV) ujawniają obecność związków organicznych. Źródło: NASA
