Badania przeprowadzone w dwóch niezależnych laboratoriach pokazują, że ciemne ziarna, które sonda Hayabusa 2 zebrała z powierzchni bogatej w węgiel planetoidy 162173 Ryugu, są najbardziej pierwotnym materiałem znalezionym w Układzie Słonecznym.
Okazuje się, że próbki z Ryugu zawierają uwodnione materiały i wykazują przejawy obecności związków organicznych pochodzące z bardzo wczesnego okresu formowania się Układu Słonecznego. To ekscytujące! – cieszy się Deborah Domingue z Planetary Science Institute, która nie brała udziału w omawianych badaniach, ale przeprowadziła wcześniejszą analizę danych teledetekcyjnych z Ryugu.
Naukowcy zajmujący się naukami planetarnymi od dłuższego czasu chcieli zbadać materiał pochodzący z pozostałości pierwotnego dysku protoplanetarnego, zalegający nadal w przestrzeni międzyplanetarnej. Jednak spadek w atmosferze niszczy większość przybywającego do Ziemi materiału meteorytowego, a obiekty wystarczająco duże, by dotrzeć do jej powierzchni jako meteoryty, są mocno nadpalone i często roztrzaskane. Zatem jedynym sposobem na uzyskanie nieskazitelnie czystego materiału jest zebranie próbek w przestrzeni kosmicznej i sprowadzenie ich na Ziemię. W poprzednich misjach udało się już zebrać próbki z Księżyca, komety 81P/Wild 2 i skalistej asteroidy 25143 Itokawa.
Borykająca się z wieloma trudnościami misja Hayabusa 1 dostarczyła mniej niż miligram pyłu z Itokawy w 2010 roku, ale zainspirowała kolejną misję do Ryugu, która rok temu dostarczyła stamtąd 5,4-gramową próbkę. Może się wydawać, że to niewiele jak na planetoidę o średnicy kilometra, ale wielkość próbki miło zaskoczyła Toru Yadę (JAXA), który spodziewał się jedynie około 100 miligramów.
Yada kierował zespołem badającym fizyczną strukturę próbki, który opublikował wyniki w „Nature Astronomy” 20 grudnia tego roku. Te badania laboratoryjne w dużej mierze potwierdzają wyniki teledetekcji, ale jednocześnie rozstrzygają wiele wątpliwości i pozwalają lepiej poznać ważne detale Ryugu. Zespół Yady stwierdził obecność ziaren o rozmiarach od mniej niż milimetr do około ośmiu milimetrów. Dowodzi, że albedo (współczynnik odbicia) tych cząstek wynosi około 2% w zakresie fal widzialnych i bliskiej podczerwieni, co potwierdza wcześniejsze wyniki teledetekcji, zgodnie z którymi powierzchnia planetoidy jest ciemniejsza od większości meteorytów. Zaobserwowano podczerwone sygnatury absorpcji związków organicznych i wilgoci, które prawdopodobnie były obecne już wtedy, gdy te ziarna po raz pierwszy wyłoniły się z dysku protoplanetarnego.
Badacze odkryli również, że materiał ten jest niezwykle porowaty. Jego średnia gęstość objętościowa jest niższa niż gęstość każdego meteorytu znalezionego do tej pory na Ziemi, ale nie jest to zaskakujące, ponieważ tak porowaty materiał nie przetrwałby spadku w atmosferze. Zespół nie znalazł chondruli ani innych inkluzji powstałych w wyniku zestalania się stopionych materiałów – to znak, że ziarna przetrwały miliardy lat, nie ulegając znaczącym zmianom pod wpływem zewnętrznego ciepła lub wilgoci.
W kolejnych badaniach opublikowanych w „Nature Astronomy Cedric Pilorget” (University of Paris, South) kierował zespołem przeprowadzającym analizę spektralną planetoidy, który wykazał silne dowody na obecność uwodnionych minerałów i związków organicznych. Mikroskop hiperspektralny potwierdził tam obecność węglanów i związków bogatych w azot i wodór. Takie związki zamieniają się w parę, jeśli spędzają zbyt dużo czasu blisko Słońca, więc prawdopodobnie uformowały się jeszcze dalej od Słońca.
Te dwie prace są naprawdę kluczowe, bo potwierdzają, że mamy do czynienia z bardzo pierwotnym obiektem – twierdzi Domingue. Gdy większe ilości materiału do badań zostaną dostarczone do innych laboratoriów, próbki te mogą zmienić nasze zrozumienie cegiełek budujących planety.
Kolejna próbka o wadze ponad 400 gramów jest już w drodze z 101955 Bennu, innej bliskiej Ziemi planetoidy zawierającej lotne związki i pierwotny materiał. Sonda OSIRIS-REx (NASA) zebrała próbkę w październiku 2020 roku i ma ją dostarczyć na Ziemię we wrześniu 2023 roku. Jeśli wszystko przebiegnie pomyślnie, próbka ta powinna nam powiedzieć jeszcze więcej o ewolucji planet.
Na zdjęciu: Sonda Hayabusa 2 przyjrzała się Ryugu z bliska, a następnie wysłała na jej powierzchnię łaziki, aby zbadały ją, nim sama pobrała próbkę. Źródło: JAXA.
Czytaj więcej:
- Oryginalny artykuł
- Preliminary analysis of the Hayabusa2 samples returned from C-type asteroid Ryugu, Yada, T. et al. (2021)
- First compositional analysis of Ryugu samples by the MicrOmega hyperspectral microscope, Pilorget, C. (2021)
Źródło: Sky&Telescope.com
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Na zdjęciu: Dwa zespoły przeanalizowały próbkę zabarwionych na czarno kamyków i drobnego pyłu z bliskiej planetoidy Ryugu. Źródło: Yada et al. / Nature Astronomy 2021.
