Po sześcioletniej podróży dzielny statek kosmiczny o nazwie Hayabusa2 wleciał z powrotem w ziemską atmosferę pod koniec 2020 roku i wylądował głęboko w australijskim odludziu. Kiedy badacze z japońskiej agencji kosmicznej JAXA otworzyli ją, odkryli, że jej cenny ładunek jest zamknięty i nienaruszony: garść brudu, który Hayabusa2 zdołał zebrać z powierzchni rozpędzonej asteroidy.
Naukowcy zaczęli teraz ogłaszać pierwsze wyniki analizy tej niezwykłej próbki. To, co odkryli, sugeruje, że ta asteroida jest kawałkiem tego samego materiału, który połączył się z naszym słońcem cztery i pół miliarda lat temu.
„Wcześniej mieliśmy do zbadania tylko garstkę tych skał, a wszystkie były meteorytami, które spadły na Ziemię i były przechowywane w muzeach przez dziesięciolecia lub stulecia, co zmieniło ich skład” – powiedział geochemik Nicolas Dauphas, jeden z trzech uniwersytetów. Naukowcy z Chicago, którzy pracowali z międzynarodowym zespołem naukowców pod przewodnictwem Japonii, analizując fragmenty. „Posiadanie nieskazitelnych próbek z kosmosu jest po prostu niewiarygodne. Są świadkami z części Układu Słonecznego, których nie zbadaliśmy w inny sposób”.
„To spektakularne”
W 2018 roku Hayabusa2 wylądowała na poruszającej się asteroidzie o nazwie Ryugu i zebrała cząstki z góry i spod jej powierzchni. Po spędzeniu półtora roku na orbicie asteroidy powrócił na Ziemię z zamkniętą kapsułą zawierającą około pięciu gramów pyłu i skał. Naukowcy z całego świata z niecierpliwością wyczekiwali wyjątkowej próbki — takiej, która może pomóc na nowo zdefiniować nasze rozumienie ewolucji planet i powstawania naszego Układu Słonecznego.
Naukowcy są szczególnie podekscytowani, ponieważ cząsteczki te nigdy nie dotarłyby do Ziemi bez ochronnej bariery statku kosmicznego.
„Zwykle wszystko, co dostajemy do badania asteroid, to fragmenty, które są wystarczająco duże, aby dostać się na ziemię jako meteoryty” – powiedział geochemik z UChicago Andrew M. Davis, inny członek zespołu analitycznego. „Gdybyś wziął tę garść i wrzucił ją do atmosfery, spłonąłby. Zgubiłbyś ją, a wraz z nią towarzyszyłoby wiele dowodów na temat historii tej asteroidy.
„Naprawdę nie mieliśmy wcześniej takiej próbki. Jest spektakularna”.
Davis, Dauphas i koleżanka z UChicago, Reika Yokochi, są częścią zespołu, który ma pomóc japońskim naukowcom analizować próbki. Każda część zawartości kapsuły jest rygorystycznie badana. Yokochi jest częścią zespołu, który analizuje gazy uwięzione w kapsule lub w ziemi. Dauphas i Davis są częścią zespołu, który bada skład chemiczny i izotopowy ziaren, aby poznać ich historię.
Pierwsza kompilacja tych wyników, opublikowana w Science 9 czerwca, ujawnia skład Ryugu.
Skała jest podobna do klasy meteorytów znanych jako „chondryty węglowe typu Ivuna”. Skały te mają podobny skład chemiczny do tego, który mierzymy od Słońca i uważa się, że sięgają samych początków Układu Słonecznego, około cztery i pół miliarda lat temu – przed powstaniem Słońca, Księżyca. i Ziemia. [should Moon be capitalized to distinguish it from other moons?]
Wtedy istniała tylko gigantyczna, wirująca chmura gazu. Naukowcy uważają, że większość tego gazu została wciągnięta do centrum i uformowała gwiazdę, którą znamy jako Słońce. Gdy pozostałości tego gazu rozszerzyły się w dysk i ochłodziły, przekształciły się w skały, które do dziś unoszą się wokół Układu Słonecznego; wygląda na to, że Ryugu może być jednym z nich.
Naukowcy stwierdzili, że fragmenty noszą ślady zamoczenia w wodzie w pewnym momencie. „Trzeba sobie wyobrazić agregat lodu i pyłu unoszący się w przestrzeni, który zamienił się w gigantyczną kulę błotną, gdy lód został stopiony przez energię jądrową z rozpadu pierwiastków radioaktywnych, które były obecne w asteroidzie, gdy się formowała” – powiedział Dauphas. Ale co zaskakujące, dziś sama skała wydaje się być stosunkowo sucha.
Korzystając z datowania radioizotopowego, oszacowali, że Ryugu został zmieniony przez cyrkulację wody dopiero około pięć milionów lat po uformowaniu się Układu Słonecznego.
Te odkrycia są szczególnie interesujące dla badaczy, ponieważ wskazują na podobne warunki formowania się komet i niektórych asteroid, takich jak Ryugu.
„Badając te próbki, możemy ograniczyć temperatury i warunki, które musiały występować w ich życiu, i spróbować zrozumieć, co się stało” – wyjaśnił Yokochi.
Porównała ten proces do próby ustalenia, w jaki sposób powstała zupa, ale z wynikiem końcowym, a nie z przepisem: „Możemy wziąć zupę i oddzielić składniki, i spróbować określić na podstawie ich warunków, jak bardzo została podgrzana i w jakiej kolejności.”
Naukowcy zauważyli, że pewien procent znaleziska zostanie odłożony na bok, abyśmy mogli je w przyszłości analizować za pomocą bardziej zaawansowanej technologii – podobnie jak w przypadku próbek księżycowych z Apollo.
„Po tym, jak 50 lat temu otrzymaliśmy próbki księżyca z Apollo, nasze wyobrażenia o tym, jak powstał księżyc, całkowicie się zmieniły” – powiedział Davis. „Wciąż uczymy się od nich nowych rzeczy, ponieważ nasze instrumenty i technologia uległy postępowi.
„To samo będzie dotyczyło tych próbek. To prezent, który wciąż daje”.
Ta misja jest pierwszą z kilku międzynarodowych misji, które przyniosą próbki z innej asteroidy o nazwie Bennu, a także niezbadanych obszarów na naszym księżycu, Marsie i księżycu Marsa Phobos. To wszystko powinno mieć miejsce w ciągu najbliższych 10 do 20 lat.
„To było bardzo niewidoczne dla opinii publicznej i niektórych decydentów, ale wkraczamy w nową erę eksploracji planet, która jest bezprecedensowa w historii” – powiedział Dauphas. „Nasze dzieci i wnuki zobaczą zwrócone fragmenty asteroid, Marsa i, miejmy nadzieję, innych planet, kiedy odwiedzą muzea”.