Afbeelding van Ryugu gemaakt doorway het ruimtevaartuig Hayabusa 2 in 2018. JAXA/wikipedia, CC BY-SA
Iets meer dan een jaar geleden arriveerde materiaal van de Japanse Hayabusa 2-missie naar Asteroid (162173) Ryugu terug op aarde. En deze week zijn de eerste twee artikelen in excess of analyse van het materiaal gepubliceerd in Mother nature Astronomy.
Opwindend genoeg suggereren ze dat we misschien op het punt staan te ontdekken of h2o en organisch materiaal, dat het leven op aarde mogelijk maakte, echt afkomstig waren van asteroïden zoals deze.
De Hayabusa 2-missie cirkelde tussen juni 2018 en november 2019 18 maanden in een baan om Ryugu en leverde fascinerende beelden en gegevens op van het tolvormige lichaam. Een van de belangrijkste doelen was om materiaal van het oppervlak te verzamelen, wat het deed in twee lastige manoeuvres. De afzonderlijke landingen waren ontworpen om materiaal uit verschillende lagen van de asteroïde te verzamelen.
De eerste vuurde een kleine kogel af op de asteroïde nabij de evenaar en verzamelde wat van het oppervlaktestof dat werd verspreid. Een tweede, grotere effect produceerde een krater, fulfilled materiaal dat daaruit werd verzameld in een tweede landing. Dit was belangrijk, omdat deze granen niet waren blootgesteld aan de buitenruimte.
In totaal verzamelde Hayabusa 2 bijna 5,5 g – ongeveer een theelepel – stof. Dit klinkt niet veel, totdat je bedenkt dat er enkele duizenden individuele korrels zijn, die elk door speciale instrumenten op aarde kunnen worden geanalyseerd.
Ryugu is een asteroïde van het C-type – rotsachtige en donkere lichamen die rijk zijn aan koolstof en water. Cruciaal is dat ze hebben overleefd sinds de geboorte van het zonnestelsel zonder hun primitieve samenstelling te verliezen. Dit betekent echter niet dat ze onveranderd zijn. “Koolhoudende chondrieten”, meteorieten die op aarde zijn gevonden en waarvan wordt gedacht dat ze afkomstig zijn van asteroïden van het C-form, hebben veel kenmerken die erop wijzen dat ze door vloeistoffen zijn veranderd.
Deze lichamen, waarvan wordt aangenomen dat ze zijn gevormd aan de buitenkant van de asteroïdengordel, bevatten ijs vermengd achieved de rots. Een deel van het ijs is echter gesmolten, wat heeft geleid tot de productie van kleimineralen en carbonaten (zouten). Een van de doelstellingen van de Hayabusa 2-missie was om het verband tussen C-variety asteroïden en koolstofhoudende chondrieten te onderzoeken. Waren C-sort asteroïden werkelijk de ouderlichamen waaruit koolstofhoudende chondrieten zijn voortgekomen?
Dit is belangrijk omdat koolstofhoudende chondrieten waarschijnlijk het soort objecten zijn dat h2o en organische verbindingen naar de aarde heeft gebracht, waardoor hier leven kan ontstaan.
Nieuwe inzichten
Omdat het onvervangbare monsters waren, begonnen de analyses met niet-invasieve en niet-destructieve waarnemingen en worden ze gevolgd door complexe metingen waarbij monsters moeten worden gemanipuleerd en voorbereid, een continu proces.
Dus wat zijn de voorlopige resultaten? De bulkdichtheid van Ryugu werd gemeten door Hayabusa 2 op ongeveer 1.190 kilogram per kubieke meter. Dit was zoals verwacht, aangezien wordt aangenomen dat de asteroïde een puinhoop is van materiaal dat is samengekomen na de botsing van een groter lichaam. Het heeft, zoals de meeste asteroïden, een hoge porositeit – veel lege ruimtes tussen de rotsachtige componenten.
Maar het was een verrassing dat de dichtheid van het verzamelde materiaal ook zo laag was, ongeveer 1.300 kilogram for each kubieke meter. Dit is verrassend omdat het verzamelproces de holtes had moeten doen instorten en een dichtere hoop deeltjes experienced moeten achterlaten. Deze deeltjes zouden ook verder achieved elkaar zijn geschud tijdens het transport en de atmosferische invoer. De dichtheid is ook veel lager dan die van de meteorieten waarvan wordt aangenomen dat ze vergelijkbaar zijn fulfilled Ryugu.
De auteurs speculeren hiervoor op twee complementaire redenen. Meteorieten die op aarde terechtkwamen, werden ooit doorway een botsing verwijderd van hun oorspronkelijke asteroïde. In tegenstelling tot het Ryugu-materiaal, dat werd beschermd door zijn capsule, experienced hun laatste dramatische duik doorway de atmosfeer van de aarde een immediate result op hen – waardoor ze uiteenvielen en fragmenteerden. Dus de meteorieten die op aarde aankomen, hebben minstens één extra gebeurtenis gehad waardoor hun porositeit zou kunnen afnemen. Ryugu kan ook meer materiaal satisfied een lage dichtheid bevatten, zoals organische moleculen, dan dergelijke meteorieten.
Dit is uiterst belangrijk omdat het impliceert dat het materiaal van Ryugu een bestanddeel van koolstofhoudend materiaal heeft behouden dat we niet eerder hebben kunnen bestuderen. Dit zou ons in staat moeten stellen meer te leren above de oorspronkelijke bouwstenen van het leven.
De samenstelling van veel van de Ryugu-korrels is ook geëvalueerd door middel van spectroscopie – een techniek die licht op een monster schijnt en de golflengte fulfill van het teruggekaatste licht. Dit is niet de meest gebruikelijke techniek voor voorlopige samenstellingsanalyse – maar het is gebruikt omdat het niet-destructief is, geen monstervoorbereiding vereist en directe vergelijking van de korrels achieved metingen van het oppervlak van Ryugu door Hayabusa 2 mogelijk maakt.
Zoals te verwachten was, lijken de spectra van de korrels (van beide landingen) en het oppervlak van de asteroïde erg op elkaar en bevatten ze allemaal dezelfde vingerafdruk voor h2o (als OH, hydroxide). De meer gedetailleerde laboratoriumanalyse, bij hogere golflengten dan gemeten bij de asteroïde, vond additional kenmerken, waarvan er één wordt geïdentificeerd als van een stikstofhoudende component, die, volgens de auteurs, afkomstig zou kunnen zijn van ammoniumhoudende kleimineralen of stikstofrijke organisch materiaal. Dat gezegd hebbende, weten we nog niet hoeveel organische verbindingen in de monsters aanwezig kunnen zijn – dat moet wachten op een andere analytische techniek.
De auteurs vonden ook een enorme carbonaatkorrel van ongeveer een halve millimeter lang die ijzerrijk zou kunnen zijn – zeer kenmerkend voor dit kind meteoriet.
Dit is echter een voorlopige analyse. De kranten hebben twee dingen bereikt: de eerste is dat ze ons hebben laten zien dat het materiaal van Ryugu primitief is en voldoende verschilt van bekende meteorieten om ons opnieuw te laten nadenken over hoe representatieve meteorieten van asteroïden zijn. Dit zou sommige aspecten van onze kijk op de vroege geschiedenis van het zonnestelsel kunnen veranderen.
En het tweede? Ze hebben ons – oké, ik – wanhopig achtergelaten om meer te weten te komen in excess of deze kostbare materialen. Ik kijk reikhalzend uit naar de volgende reeks papers en – nog meer gespannen – een kans in de toekomst om zelf een monster te analyseren.
Bedankt JAXA en bedankt Hayabusa 2-staff. Je hebt 10 minste één planetaire wetenschapper wat echte feestelijke vreugde gebracht aan het einde van een moeilijk jaar. En veel om naar uit te kijken in 2022.
Monica Grady is hoogleraar Planetaire en Ruimtewetenschappen aan de Open up Universiteit. Ze ontvangt financiering van de STFC en de Uk Area Company. Ze is ook kanselier van de Liverpool Hope University en een Senior Investigation Fellow van het Pure History Museum in Londen.