In december 2020, de Hayabusa2-ruimtevaartuig bracht de monsters terug van de koolstofhoudende asteroïde Ryugu naar de aarde. Een nieuwe studie werpt licht op deze monsters; ze ontdekten gebieden met een enorme accumulatie van zeldzame aarde en onverwachte structuren.
Als onderdeel van internationale onderzoekssamenwerking hebben geowetenschapper professor Frank Brenker en zijn team uit Goethe University Frankfurt analyseerde de chemische samenstelling van het materiaal op een driedimensionale en volledig niet-destructieve manier.
Zonder de monstervoorbereiding ingewikkelder te maken, analyseerden wetenschappers monsters met een resolutie van minder dan 100 nanometer met behulp van een methode genaamd Synchrotron Radiation-geïnduceerde X-Ray Fluorescentie Computed Tomography (SR-XRF-CT). De resolutie drukt het kleinst waarneembare verschil uit tussen twee gemeten waarden.
Ryugu asteroïde, vanwege het hoge koolstofgehalte, beloofde diepgaande informatie te leveren over de oorsprong van het leven in ons zonnestelsel. Ryugu bestaat uit materiaal van het CI-type, zo blijkt uit onderzoek van de wetenschappers en hun tegenhangers uit Frankfurt op 16 deeltjes. Qua chemische samenstelling lijken deze redelijk op de zon.
De hoeveelheid CI-materiaal dat is veranderd of besmet toen het binnenkwam de atmosfeer van de aarde of bij contact met onze planeet is tot nu toe slechts af en toe op aarde geïdentificeerd. De studie ondersteunt de theorie dat Ryugu afstamt van een asteroïde die in de buitenste zonnenevel is gevormd.
Tot nu toe gingen wetenschappers ervan uit dat er nauwelijks materiaaltransport binnen de asteroïde plaatsvond vanwege de lage temperaturen tijdens de vorming van het CI-materiaal in de begindagen van het zonnestelsel en daarom nauwelijks enige mogelijkheid voor een massale accumulatie van elementen. .
Via SR-XRF-CT vonden wetenschappers een fijne ader van magnetiet – een mineraal ijzeroxide – en hydroxyapatiet, een fosfaatmineraal, in een van de korrels van de asteroïde. Andere wetenschappers hebben vastgesteld dat de structuur en andere magnetiet-hydroxyapatietgebieden in de Ryugu-monsters zich moeten hebben gevormd bij een verrassend lage temperatuur van minder dan 40 °C. Deze bevinding is van fundamenteel belang voor het interpreteren van bijna alle resultaten die de analyse van de Ryugu-monsters heeft opgeleverd en in de toekomst zal opleveren.
Brenker zei, “In delen van de monsters die hydroxyapatiet bevatten, hebben wetenschappers bovendien zeldzame aardmetalen ontdekt – een groep chemische elementen die tegenwoordig onmisbaar zijn voor onder meer legeringen en glaswerk voor hightechtoepassingen.”
“De zeldzame aardmetalen komen in het hydroxyapatiet van de asteroïde voor in concentraties die honderd keer hoger zijn dan elders in het zonnestelsel. Bovendien, zegt hij, hebben alle elementen van de zeldzame aardmetalen zich in dezelfde mate in het fosfaatmineraal opgehoopt – wat ook ongebruikelijk is.”
“Bovendien hebben alle elementen van de zeldzame aardmetalen zich in dezelfde mate in het fosfaatmineraal opgehoopt – wat ook ongebruikelijk is. Brenker is ervan overtuigd: deze gelijke verdeling van zeldzame aardmetalen is een verdere aanwijzing dat Ryugu een zeer ongerepte asteroïde is die het begin van ons zonnestelsel vertegenwoordigt.”
Journal Reference:
- T. Nakamura, M. Matsumoto, K. Amano, et al. Vorming en evolutie van koolstofhoudende asteroïde Ryugu: direct bewijs uit geretourneerde monsters. Wetenschap, 2022, DOI: 10.1126/wetenschap.abn8671
