Vào tháng 2020 năm 2, tàu vũ trụ HayabusaXNUMX đã mang các mẫu của tiểu hành tinh chứa cacbon Ryugu về Trái đất. Phân tích các mẫu này đã làm sáng tỏ hành trình dài của kẻ lang thang vũ trụ này.
Các phát hiện cho thấy tiểu hành tinh 162173 Ryugu bắt đầu hành trình vũ trụ của nó hơn 4 tỷ năm trước và cách xa hàng tỷ dặm, ở phần bên ngoài của hệ mặt trời của chúng ta. Nó du hành xuyên không gian đến với chúng ta, đồng thời ghi lại lịch sử của góc này của vũ trụ trong quá trình này.
Những khám phá này chỉ là một phần trong kết quả của cuộc điều tra quốc tế về các mẫu bề mặt từ Ryugu. Tổ chức vũ trụ Nhật Bản JAXA Nhiệm vụ Hayabusa 2 đã tỉ mỉ thu thập những hạt bụi tiểu hành tinh này, đưa chúng trở lại Trái đất và sau đó truyền chúng đến các cơ sở nghiên cứu trên toàn thế giới. Nhiều thí nghiệm được thực hiện trên những mảnh nhỏ này để thử và khám phá thành phần của chúng cũng như cơ chế hình thành có thể có của tiểu hành tinh mẹ mà chúng đến từ đó.
Ở quỹ đạo gần nhất, tiểu hành tinh 162173 Ryugu chỉ cách Trái đất khoảng 60,000 dặm. Đó chỉ là một phần tư khoảng cách tới mặt trăng.
Thành viên xuất sắc của Argonne Esen Ercan Alp đã nói, “Đóng góp quan trọng của kỹ thuật tia X đặc biệt APS mà ông và nhóm của ông chuyên nghiên cứu. Nó được gọi là quang phổ Mössbauer - được đặt theo tên của nhà vật lý người Đức Rudolf Mössbauer - và nó dễ bị ảnh hưởng bởi những thay đổi nhỏ trong tính chất hóa học của các mẫu. Kỹ thuật này cho phép chúng tôi xác định thành phần hóa học của từng hạt một.”
“Những gì họ và các đồng nghiệp quốc tế tìm thấy thật đáng ngạc nhiên.”
“Có đủ bằng chứng cho thấy Ryugu bắt đầu từ bên ngoài hệ mặt trời. Các tiểu hành tinh được tìm thấy ở vùng ngoài của hệ mặt trời sẽ có những đặc điểm khác với những tiểu hành tinh được tìm thấy ở gần mặt trời hơn.”
“APS đã tìm thấy một số bằng chứng ủng hộ giả thuyết này. Thứ nhất, các hạt tạo nên tiểu hành tinh mịn hơn nhiều so với những gì bạn mong đợi nếu nó được hình thành ở nhiệt độ cao hơn. Mặt khác, cấu trúc của các mảnh vỡ xốp, nghĩa là chúng từng chứa nước và băng. Nhiệt độ thấp hơn và băng phổ biến hơn nhiều ở vùng ngoài hệ mặt trời.”
Đường kính của các mảnh Ryugu dao động từ 400 micron, tương đương sáu sợi tóc người, đến một milimet. Tuy nhiên, chùm tia X được sử dụng ở đường truyền tia 3-ID-B có thể tập trung xuống tới 15 micron. Nhóm nghiên cứu đã có thể đo từng mảnh nhiều lần. Trên tất cả các mẫu, họ phát hiện ra cấu trúc xốp, hạt mịn giống nhau.
Các nhà khoa học đã tìm thấy một thành phần hóa học tương tự như các thiên thạch đã va vào Trái đất - cụ thể là một nhóm có tên là CI chondrites, trong đó chỉ có 9 loại được biết là tồn tại trên hành tinh - họ đã phát hiện ra thứ gì đó khiến các mảnh Ryugu trở nên khác biệt. Các phép đo quang phổ cho thấy một lượng lớn pyrrhotite, một loại sunfua sắt không thể tìm thấy trong hàng chục mẫu thiên thạch.
Nhà vật lý Argonne Michael Hu nói, “Kết quả của chúng tôi và kết quả của các nhóm khác cho thấy các mẫu tiểu hành tinh này khác với các thiên thạch, đặc biệt là vì các thiên thạch đã đi vào bầu khí quyển bốc lửa, bị phong hóa và đặc biệt là quá trình oxy hóa trên Trái đất. Điều này thật thú vị vì đây là một mẫu khác, hoàn toàn khác trong hệ mặt trời.”
Báo cáo mô tả lịch sử nhiều tỷ năm của 162173 Ryugu bằng cách sử dụng tất cả dữ liệu có sẵn. Nó từng thuộc về một tiểu hành tinh lớn hơn nhiều có nguồn gốc khoảng 4.5 tỷ năm trước, 2 triệu năm sau hệ mặt trời. Nó được hình thành từ nhiều chất khác nhau, bao gồm nước và băng carbon dioxide, hòa tan trong ba triệu năm sau đó. Điều này tạo ra một bề mặt khô hơn và bên trong ngậm nước.
Tiểu hành tinh này đã bị một tảng đá không gian khác va vào khoảng một tỷ năm trước, khiến nó vỡ vụn và phóng các mảnh vỡ vào không gian. Một số mảnh này cuối cùng đã kết hợp lại với nhau để tạo thành tiểu hành tinh Ryugu mà chúng ta thấy ngày nay.
Alp đã nói, “Đối với các nhà khoa học hành tinh, đây là thông tin cấp độ đầu tiên đến trực tiếp từ hệ mặt trời và do đó nó rất có giá trị.”
Tạp chí tham khảo:
- T. Nakamura và cộng sự. Sự hình thành và tiến hóa của tiểu hành tinh chứa cacbon Ryugu: Bằng chứng trực tiếp từ các mẫu được trả về. Khoa học. DOI: 10.1126 / science.abn8671
