W zeszłym roku na Ziemię wróciła sonda Hayabusa2. Została odnaleziona, oczyszczona i zbadana. Wyjęto z niej kapsułę zawierającą pozyskane z planetoidy Ryugu próbki. Kapsuła przybyła w dobrym stanie. Podczas wejścia w atmosferę jej temperatura nie przekroczyła sześćdziesięciu stopni Celsjusza. Kapsuła zachowała też szczelność, dzięki czemu gazy, które mogły potencjalnie wydobyć się z próbki także zostały dostarczone na Ziemię, co umożliwiło ich przeanalizowanie. Ich wstępną analizę przeprowadzono w mieście Woomera, w południowej Australii.
W ciągu roku zasób wiedzy o próbce znacząco się powiększył. Opublikowano trzy artykuły dotyczące pierwszych badań próbek z Ryugu, w tym artykuł w „Science” dotyczący relacji między materiałem widzianym na asteroidzie a tym przywiezionym na Ziemię. Te obserwacje pozwalają na wgląd w formowanie się Układu Słonecznego i pomagają rozwiązać zagadkę związaną z meteorytami, jaka trapiła naukowców przez dziesięciolecia.
Sumarycznie próbka waży około 5 gramów. Została pozyskana z dwóch lokalizacji na Ryugu. Pierwsza lokalizacja to odsłonięta powierzchnia planetoidy. By pozyskać drugą próbkę, sonda wystrzeliła niewielki dysk w stronę asteroidy, by utworzyć drobny krater, a następnie pobrała próbę w pobliżu tego krateru. W założeniu dzięki temu można było liczyć, że owa próbka zawierać będzie materiał spod powierzchni, ochroniony od kosmicznego wietrzenia.
Pobieranie próbek zostało nagrane przez kamery zainstalowane na pokładzie sondy Hayabusa2. Dzięki analizie nagrania ustalono, że kształty cząsteczek odrzuconych z Ryugu podczas przyziemienia są podobne do kształtów cząsteczek wydobytych z kapsuły. To sugeruje, że obie próbki reprezentują materiał obecny na powierzchni. Druga być może zawiera też materiał podpowierzchniowy, lecz to pozostaje nadal przedmiotem badań.
W laboratorium stwierdzono, że próbki są niezwykle delikatne i mają bardzo niską gęstość, co sugeruje ich wysoką porowatość. Mają strukturę gliny. Są też bardzo ciemne, ciemniejsze niż jakakolwiek dotychczasowa próbka meteorytu. Tak samo wskazały obserwacje przeprowadzone jeszcze na miejscu, na Ryugu, zatem zmiana odcienia nie nastąpiła w wyniku transportu.
Układ Słoneczny jest pełen planetoid – fragmentów skał mniejszych od planety. Poprzez obserwacje teleskopowe i analizę widm, można większość z nich sklasyfikować jako należące do jednej z trzech grup: typ C (wysokowęglowe), typ M (o wysokiej zawartości metali), oraz typ S (zawierają dużo krzemu).
Gdy planetoida dostaje się na kurs kolizyjny z Ziemią i wejdzie w atmosferę, można ją ujrzeć jako meteor, a jeśli przetrwa ona drogę przez atmosferę i upadek, jej pozostałości stanowią meteoryt.
Większość obserwowanych planetoid to ciemne planetoidy typu C. Na podstawie ich widm można stwierdzić, że są w składzie bardzo zbliżone do typu meteorytów o nazwie chondryty węgliste.
Chondryty węgliste są bogate w organiczne i lotne składowe takie jak aminokwasy i mogą stanowić źródło bazowych białek, jakie były potrzebne do powstania życia na Ziemi.
Jednakże, choć 75% planetoid należy do typu C, tylko 5% meteorytów to chondryty węgliste. Aż dotąd zagadkę stanowiło pytanie: skoro tak powszechne są planetoidy typu C, dlaczego na Ziemie znajdowane jest tak niewiele ich pozostałości?
Obserwacje oraz próbki z Ryugu dostarczyły odpowiedzi.
Próbki z Ryugu, a zatem prawdopodobnie także meteoryty z innych planetoid typu C są zbyt delikatne, by przetrwać wejście w ziemską atmosferę. Jeśli przybyłyby podróżując z prędkością przekraczającą 15 km/s, typową dla meteorytów, pokruszyłyby się i spaliły na długo przed dotarciem na powierzchnię Ziemi.
Lecz próbki z Ryugu są nawet bardziej intrygujące. Materiał przypomina rzadką podklasę chondrytu węglistego, zwaną CI. C w tej nazwie oznacza węglisty (ang. carbonaceus), a litera I odnosi się do meteorytu Ivuna, znalezionego w Tanzanii w roku 1938.
Te meteoryty są częścią klanu chondrytów, lecz zawierają bardzo niewiele chondruli – okrągłych ziaren złożonych przede wszystkim z oliwinu, najwyraźniej skrystalizowanego ze stopionych kropelek. Meteoryty CI są ciemne, jednorodne i drobnoziarniste.
Ich skład jest szczególny – z wyjątkiem pierwiastków występujących zazwyczaj w stanie gazowym, zawierają te same pierwiastki co Słońce i w tych samych proporcjach. Uważa się, że wynika to z faktu, że chondryty CI uformowały się w chmurze pyłu i gazu, która w końcu zapadła się i uformowała Słońce oraz resztę Układu Słonecznego.
W przeciwieństwie jednak do ziemskich skał, które podlegały przez 4,5 miliarda lat różnym procesom geologicznym, które powodowały zmiany w ich składzie pierwiastkowym, chondryty CI są w znacznym stopniu nieskazitelnymi próbkami budulca planet Układu Słonecznego. Na Ziemi wydobyto nie więcej niż 10 chondrytów tego typu, a ich łączna masa nie przekracza 20 kg. W zbiorach są one rzadsze od meteorytów marsjańskich.
Zastanawia zatem prawdopodobieństwo tego, że pierwsza odwiedzona przez ziemską sondę planetoida typu C jest tak podobna akurat do najrzadszego typu meteorytu.
Najbardziej prawdopodobnym wytłumaczeniem tego zaskakującego zjawiska jest to, że właśnie delikatność meteorytów typu CI przyczynia się do rzadkości ich występowania na powierzchni Ziemi. Mają niewielkie szanse przetrwania podczas przejścia przez atmosferę, a jeśli już nawet trafią na powierzchnię, to zagrażają im deszcze i burze.
Misje badające planetoidy, takie jak Hayabusa2 i jej poprzedniczka Hayabusa czy Osiris-REx, stopniowo wypełniają białe plamy w wiedzy dotyczącej tych ciał niebieskich. Dzięki dostarczeniu próbek na Ziemię, umożliwiają spojrzenie wstecz – na historię badanych obiektów, a nawet na formowanie się samego Układu Słonecznego.
Więcej informacji:
- What are asteroids made of? A sample returned to Earth reveals the solar system's building blocks
- Two teams report on study of Hayabusa2 asteroid samples
- Publikacja: Pebbles and sand on asteroid (162173) Ryugu: In situ observation and particles returned to Earth
Opracowanie: Gabriela Opiła
Źródło: phys.org
Na ilustracji: Próbka dostarczona przez Hayabusa2. Źródło: JAXA.
