Im Dezember 2020 brachte die Raumsonde Hayabusa2 die Proben des kohlenstoffhaltigen Asteroiden Ryugu zur Erde zurück. Die Analyse dieser Proben wirft ein Licht auf die lange Reise dieses kosmischen Wanderers.
Die Ergebnisse zeigten, dass der Asteroid 162173 Ryugu seine kosmische Reise vor mehr als 4 Milliarden Jahren und Milliarden von Kilometern entfernt im äußeren Teil unseres Sonnensystems begann. Es reiste zu uns durch den Weltraum und nahm dabei die Geschichte dieses Winkels des Universums auf.
Diese Entdeckungen sind nur ein Teil der Ergebnisse einer internationalen Untersuchung von Oberflächenproben von Ryugu. Die japanische Weltraumorganisation JAXA Die Mission Hayabusa 2 hat diese Asteroidenstaubkörner akribisch gesammelt, brachte sie zurück zur Erde und übermittelte sie dann an Forschungseinrichtungen auf der ganzen Welt. An diesen winzigen Fragmenten werden zahlreiche Experimente durchgeführt, um ihre Zusammensetzung und mögliche Bildungsmechanismen für den Mutterasteroiden, von dem sie stammen, aufzudecken.
Auf seiner engsten Umlaufbahn ist der Asteroid 162173 Ryugu nur etwa 60,000 Meilen von der Erde entfernt. Das ist nur ein Viertel der Entfernung zum Mond.
Argonne Distinguished Fellow Esen Ercan Alp sagte: „Der Schlüsselbeitrag des APS ist eine spezielle Röntgentechnik, auf die er und sein Team spezialisiert sind. Sie heißt Mössbauer-Spektroskopie – benannt nach dem deutschen Physiker Rudolf Mössbauer – und ist anfällig für winzige Veränderungen in der Chemie der Proben. Mit dieser Technik konnten wir die chemische Zusammensetzung dieser Fragmente Partikel für Partikel bestimmen.“
„Was sie und ihre internationalen Kollegen herausfanden, war überraschend.“
„Es gibt genügend Beweise dafür, dass Ryugu in den USA angefangen hat äußeren Sonnensystem. Asteroiden, die in den äußeren Bereichen des Sonnensystems gefunden werden, hätten andere Eigenschaften als diejenigen, die näher an der Sonne gefunden werden.“
„Die APS hat mehrere Beweise gefunden, die diese Hypothese stützen. Zum einen sind die Körner, aus denen der Asteroid besteht, viel feiner, als man erwarten würde, wenn er bei höheren Temperaturen entstanden wäre. Zum anderen ist die Struktur der Fragmente porös, was bedeutet, dass sie einst Wasser und Eis enthielten. Niedrigere Temperaturen und Eis sind im äußeren Sonnensystem viel häufiger.“
Der Durchmesser der Ryugu-Fragmente reicht von 400 Mikrometern oder sechs menschlichen Haaren bis zu einem Millimeter. Der an Beamline 3-ID-B verwendete Röntgenstrahl kann jedoch bis auf 15 Mikrometer fokussiert werden. Das Team konnte jedes Fragment mehrfach vermessen. Bei allen Proben entdeckten sie die gleiche poröse, feinkörnige Struktur.
Wissenschaftler fanden eine chemische Zusammensetzung ähnlich Meteoriten, die die Erde getroffen haben – insbesondere eine Gruppe namens CI-Chondriten, von denen nur neun auf dem Planeten bekannt sind – sie entdeckten etwas, das die Ryugu-Fragmente von anderen unterscheidet. Die spektroskopischen Messungen ergaben eine riesige Menge Pyrrhotit, ein Eisensulfid, das in den dutzenden Meteoritenproben nirgends zu finden ist.
Argonne-Physiker Michael Hu sagte, „Unsere Ergebnisse und die anderer Teams zeigen, dass sich diese Asteroidenproben von Meteoriten unterscheiden, insbesondere weil Meteoriten den Eintritt in die feurige Atmosphäre, Verwitterung und insbesondere Oxidation auf der Erde durchlaufen haben. Das ist aufregend, weil es sich um eine andere Probe aus dem Sonnensystem handelt.“
Der Bericht beschreibt die mehrmilliardenjährige Geschichte von 162173 Ryugu unter Verwendung aller verfügbaren Daten. Es gehörte einst zu einem viel größeren Asteroiden, der vor etwa 4.5 Milliarden Jahren entstand, 2 Millionen Jahre nach dem Sonnensystem. Es wurde aus verschiedenen Substanzen gebildet, darunter Wasser und Kohlendioxideis, die sich in den folgenden drei Millionen Jahren auflösten. Dies erzeugte eine trockenere Oberfläche und ein hydratisiertes Inneres.
Dieser Asteroid wurde vor etwa einer Milliarde Jahren von einem anderen Weltraumgestein getroffen, was dazu führte, dass er zersplitterte und Trümmer in den Weltraum schleuderte. Einige dieser Teile fügten sich schließlich zusammen, um den Ryugu-Asteroiden zu bilden, den wir heute sehen.
Alp sagte, „Für Planetenwissenschaftler sind dies Informationen ersten Grades, die direkt aus dem Sonnensystem stammen, und daher von unschätzbarem Wert.“
Journal Referenz:
- T. Nakamuraet al. Bildung und Entwicklung des kohlenstoffhaltigen Asteroiden Ryugu: Direkte Beweise aus zurückgegebenen Proben. Wissenschaft. DOI: 10.1126/science.abn8671
