בחודש דצמבר 2020, חללית Hayabusa2 החזירה את הדגימות של האסטרואיד הפחמיני Ryugu לכדור הארץ. מחקר חדש שופך אור על דוגמאות אלו; הם גילו אזורים עם הצטברות מסיבית של כדור הארץ נדיר ומבנים בלתי צפויים.
כחלק משיתוף פעולה מחקר בינלאומי, מדען הגיאוגרפי פרופסור פרנק ברנקר וצוותו מ אוניברסיטת גתה פרנקפורט ניתח את ההרכב הכימי של החומר בצורה תלת מימדית ולגמרי לא הרסנית.
מבלי לסבך את הכנת הדגימות, מדענים ניתחו דגימות ברזולוציה של מתחת ל-100 ננומטר באמצעות שיטה הנקראת Synchrotron Radiation Induced X-Ray Fluorescence Computed Tomography (SR-XRF-CT). הרזולוציה מבטאת את ההבדל הקטן ביותר המורגש בין שני ערכים שנמדדו.
אסטרואיד ריוגו, בשל תכולת הפחמן הגבוהה שלו, הבטיח לספק מידע נרחב על מקור החיים במערכת השמש שלנו. Ryugu מורכב מחומר מסוג CI, על פי החקירות של המדענים ועמיתיהם פרנקפורט על 16 חלקיקים. מבחינת ההרכב הכימי, אלה דומים למדי לשמש.
כמות חומרי ה-CI השתנתה או מזוהמה כאשר הוא נכנס אטמוספירת כדור הארץ או במגע עם הפלנטה שלנו זוהה רק לפעמים בכדור הארץ עד כה. המחקר תומך בתיאוריה לפיה ריוגו ירד מאסטרואיד אב שנוצר בערפילית השמש החיצונית.
עד כה, מדענים הניחו שכמעט ולא היה הובלה של חומר בתוך האסטרואיד בגלל הטמפרטורות הנמוכות במהלך היווצרות החומר CI בימיה הראשונים של מערכת השמש, ולכן כמעט ולא הייתה אפשרות להצטברות מסיבית של יסודות .
באמצעות SR-XRF-CT, מדענים מצאו וריד דק של מגנטיט - מינרל תחמוצת ברזל - והידרוקסיאפטיט, מינרל פוספט, באחד הגרגרים של אסטרואיד. מדענים אחרים קבעו שהמבנה ואזורי מגנטיט-הידרוקסיאפטיט אחרים בדגימות ריוגו כנראה נוצרו בטמפרטורה נמוכה באופן מפתיע של מתחת ל-40 מעלות צלזיוס. ממצא זה הוא יסודי לפירוש כמעט כל התוצאות שהניתוח של דגימות ריוגו יצר ויפיק בעתיד.
ברנקר אמר, "באזורים של הדגימות המכילות הידרוקסיאפטיט, מדענים זיהו בנוסף מתכות אדמה נדירות - קבוצה של יסודות כימיים הכרחיים כיום עבור סגסוגות וכלי זכוכית עבור יישומי היי-טק, בין היתר."
"כדורי האדמה הנדירים מתרחשים בהידרוקסיאפטיט של האסטרואיד בריכוזים גבוהים פי 100 מאשר במקומות אחרים במערכת השמש. יתרה מכך, הוא אומר, כל היסודות של מתכות האדמה הנדירות הצטברו במינרל הפוספט באותה מידה - וזה גם יוצא דופן".
"יתרה מכך, כל היסודות של מתכות האדמה הנדירות הצטברו במינרל הפוספט באותה מידה - וזה גם יוצא דופן. ברנקר משוכנע: התפלגות שווה זו של כדורי אדמה נדירים היא אינדיקציה נוספת לכך ש-Ryugu הוא אסטרואיד בתולי מאוד המייצג את ראשית מערכת השמש שלנו".
עיון ביומן:
- T. Nakamura, M. Matsumoto, K. Amano, et al. היווצרות ואבולוציה של אסטרואיד פחמני Ryugu: ראיות ישירות מדגימות שהוחזרו. מדע, 2022; DOI: 10.1126/science.abn8671
