W grudniu 2020 roku mała kapsuła lądowania przywiozła na Ziemię cząstki skał z asteroidy Ryugu – materiał z początków naszego Układu Słonecznego. Japońska sonda kosmiczna Hayabusa 2 zebrała próbki. Geolog profesor Frank Brenker i jego zespół z Uniwersytetu Goethego we Frankfurcie byli jednymi z pierwszych badaczy na całym świecie, którzy dosłownie „rzucili światło” na te cenne naukowo próbki. W tym czasie odkryli obszary z ogromną akumulacją pierwiastków ziem rzadkich i nieoczekiwanymi strukturami. W ramach międzynarodowej współpracy badawczej poinformowali o tym w czasopiśmie naukowym Science.
Frank Brenker i jego zespół są światowymi liderami w metodzie, która umożliwia trójwymiarową i całkowicie nieniszczącą analizę składu chemicznego materiału, bez skomplikowanego przygotowania próbki – ale z rozdzielczością poniżej 100 nanometrów. Rozdzielczość wyraża najmniejszą dostrzegalną różnicę między dwiema zmierzonymi wartościami. Długa nazwa metody to „tomografia komputerowa fluorescencji rentgenowskiej indukowanej promieniowaniem synchrotronowym”, w skrócie SR-XRF-CT.
Japonia wybrała Ryugu (angielski: Pałac Smoka) jako miejsce docelowe sondy, ponieważ jest to asteroida, która ze względu na wysoką zawartość węgla obiecywała dostarczyć szczególnie obszernych informacji o pochodzeniu życia w naszym Układzie Słonecznym. Analizy przeprowadzone na 16 cząstkach przez naukowców wraz z naukowcami z Frankfurtu wykazały, że Ryugu składa się z materiału typu CI. Są one bardzo podobne do Słońca pod względem składu chemicznego. Jak dotąd, materiał CI był rzadko znajdowany na Ziemi – materiał, z którego nie było jasne, jak bardzo został zmieniony lub skażony podczas wchodzenia w ziemską atmosferę lub po uderzeniu w naszą planetę. Ponadto analiza potwierdza przypuszczenie, że Ryugu pochodzi z macierzystej asteroidy, która uformowała się w zewnętrznej mgławicy słonecznej.
Do tej pory naukowcy zakładali, że w asteroidzie nie ma prawie żadnego transportu materiału z powodu niskich temperatur podczas formowania się materiału CI we wczesnych dniach Układu Słonecznego, a zatem prawie nie ma możliwości masowej akumulacji pierwiastków. Jednak za pomocą SR-XRF-CT naukowcy z Frankfurtu znaleźli drobną żyłkę magnetytu – minerału tlenku żelaza – i hydroksyapatytu, minerału fosforanowego, w jednym z ziaren asteroidy. Inne grupy naukowców ustaliły, że struktura i inne regiony magnetytowo-hydroksyapatytowe w próbkach Ryugu musiały powstać w zaskakująco niskiej temperaturze poniżej 40 °C. To odkrycie ma fundamentalne znaczenie dla interpretacji prawie wszystkich wyników, które wygenerowała analiza próbek Ryugu i wygeneruje w przyszłości.
W obszarach próbek zawierających hydroksyapatyt zespół Franka Brenkera dodatkowo wykrył metale ziem rzadkich – grupę pierwiastków chemicznych niezbędnych dziś m.in. w stopach i wyrobach szklanych do zastosowań zaawansowanych technologicznie. „Ziem rzadkich występują w hydroksyapatytu asteroidy w stężeniach 100 razy wyższych niż gdzie indziej w Układzie Słonecznym” – mówi Brenker. Co więcej, mówi, wszystkie pierwiastki metali ziem rzadkich zgromadziły się w minerałach fosforanowych w tym samym stopniu – co również jest niezwykłe. Brenker jest przekonany: „Taki równy rozkład pierwiastków ziem rzadkich jest kolejnym wskaźnikiem, że Ryugu jest bardzo nieskazitelną asteroidą, która reprezentuje początki naszego Układu Słonecznego”.
Nie jest oczywiście sprawą oczywistą, że badacze z Uniwersytetu Goethego we Frankfurcie mogli badać próbki z misji Hayabusa 2: w końcu Japonia sama podjęła się tej misji kosmicznej i według informacji z 2010 roku zebrała na nią 123 miliony euro. Dlatego chce również zebrać dużą część plonów naukowych. Ale ostatecznie Japonia nie chciała zrezygnować z doświadczenia niemieckich specjalistów SR-XRF-CT.
Źródło historii:
Materiały dostarczone przez Uniwersytet Goethego we Frankfurcie. Uwaga: Treść można edytować pod kątem stylu i długości.