يحتوي كوكب بينو على “المكونات الأصلية” للنظام الشمسي

صورة مجهرية لجسيم داكن من نوع بينو، يبلغ طوله حوالي مليمتر واحد، وله قشرة من الفوسفات اللامع. وعلى اليمين جزء أصغر انفصل عن الجسم. حقوق الصورة: من Lauretta & Connolly et al. (2024) Meteoritics & Planetary Science, doi:10.1111/maps.14227

ناسا‘س أوزوريس-ريكس تمكنت البعثة من استعادة عينة من كويكب بينو، وكشفت عن أنها تحتوي على مواد أساسية للنظام الشمسي وعلامات محتملة على وجود مياه في الماضي. يوفر هذا الاكتشاف رؤى قيمة حول ظروف النظام الشمسي المبكر والأصول المحتملة للحياة.

كشفت عملية غوص عميقة في عينة الصخور والغبار التي جلبتها مهمة OSIRIS-REx التابعة لوكالة ناسا، والتي تقودها جامعة أريزونا، من الكويكب القريب من الأرض بينو، عن بعض المفاجآت التي طال انتظارها.

وجد فريق تحليل العينات التابع لمركبة أوزيريس ريكس أن الكويكب بينو يحتوي على المكونات الأصلية التي شكلت نظامنا الشمسي. يحتوي غبار الكويكب على نسبة عالية من الكربون والنيتروجين، بالإضافة إلى المركبات العضوية، وكلها مكونات أساسية للحياة كما نعرفها. تحتوي العينة أيضًا على فوسفات الصوديوم والمغنيسيوم، وهو ما كان بمثابة مفاجأة لفريق البحث، لأنه لم يتم رؤيته في بيانات الاستشعار عن بعد التي جمعتها المركبة الفضائية في بينو. يشير وجوده في العينة إلى أن الكويكب ربما انفصل عن عالم محيطي بدائي صغير اختفى منذ فترة طويلة.

تظهر كبسولة العودة بالعينة من مهمة OSIRIS-REx التابعة لوكالة ناسا بعد وقت قصير من هبوطها في الصحراء في 24 سبتمبر 2023، في ميدان الاختبار والتدريب التابع لوزارة الدفاع في ولاية يوتا. تم جمع العينة من الكويكب بينو في أكتوبر 2020 بواسطة مركبة الفضاء OSIRIS-REx التابعة لوكالة ناسا. حقوق الصورة: ناسا / كيغان باربر

رحلة وتسليم عينة بينو

انطلقت المركبة الفضائية OSIRIS-REx في 8 سبتمبر 2016، وبدأت رحلتها إلى كويكب بينو القريب من الأرض لجمع عينة من الصخور والغبار من السطح. كانت OSIRIS-REx أول مهمة أمريكية لجمع عينة من كويكب. سلمت المركبة الفضائية العينة التي تزن 4.3 أونصة أو 121.6 جرامًا إلى الأرض في 24 سبتمبر 2023.

قال دانتي لوريتا، المحقق الرئيسي في مشروع أوزيريس ريكس: “أخيرًا، الحصول على فرصة للتعمق في عينة أوزيريس ريكس من بينو بعد كل هذه السنوات أمر مثير للغاية”. أوزوريس-ريكس “إن هذا الاكتشاف لا يجيب على الأسئلة القديمة حول النظام الشمسي المبكر فحسب، بل يفتح أيضًا آفاقًا جديدة للبحث في تكوين الأرض ككوكب صالح للحياة. لقد أثارت الأفكار الموضحة في ورقة النظرة العامة المزيد من الفضول، مما دفعنا إلى الاستكشاف بشكل أعمق.”

لوريتا هي المؤلفة المشاركة في ورقة بحثية نُشرت في علم النيازك وعلوم الكواكب التي توضح بالتفصيل طبيعة عينة الكويكب. كما تعمل الورقة أيضًا كمقدمة لـ كتالوج عينات بينو، وهو مورد عبر الإنترنت حيث يتم توفير معلومات حول العينة للعامة وحيث يمكن للعلماء طلب مواد العينة لأبحاثهم الخاصة.

قال مارك مارلي، مدير مختبر القمر والكواكب في جامعة أريزونا ورئيس قسم علوم الكواكب: “إن نشر أول ورقة بحثية بقيادة الدكتورة لوريتا والدكتور كونولي تصف عينة بينو يمثل إنجازًا مثيرًا للمهمة وللمختبر القمري والكواكبي. سيستمر أعضاء هيئة التدريس والعلماء والطلاب في دراسة العينة لسنوات وعقود قادمة. في الوقت الحالي، لا يمكننا إلا أن نتخيل قصص أصول كوكبنا والحياة عليه التي سترويها حبيبات بينو الموجودة بالفعل في مختبراتنا”.

منظر من أعلى لإحدى الحاويات التي تحتوي على الصخور والغبار من كويكب بينو، مع مقياس الأجهزة المحدد بالسنتيمتر. حقوق النشر: وكالة ناسا/ إيريكا بلومنفيلد وجوزيف إيبرسولد

“ماضي مائي” لبيينو؟

وقد كشف تحليل عينة من الكويكب بينو عن رؤى مثيرة للاهتمام حول تركيب الكويكب. فالعينة التي تهيمن عليها المعادن الطينية، وخاصة السربنتين، تعكس نوع الصخور الموجودة في التلال المحيطية الوسطى على الأرض، حيث تلتقي المواد من الوشاح، الطبقة الموجودة تحت قشرة الأرض، بالمياه.

ويؤدي هذا التفاعل بين مياه المحيط ومواد من عباءة الأرض إلى تكوين الطين ويؤدي إلى ظهور مجموعة متنوعة من المعادن بما في ذلك الكربونات وأكاسيد الحديد وكبريتيدات الحديد. ولكن الاكتشاف الأكثر غرابة في عينة بينو هو وجود فوسفات قابلة للذوبان في الماء، كما قال لوريتا. وهذه المركبات هي مكونات الكيمياء الحيوية لجميع أشكال الحياة المعروفة على الأرض اليوم.

تم العثور على فوسفات مماثل في عينة الكويكب ريوجو التي سلمتها مهمة هايابوسا 2 التابعة لوكالة استكشاف الفضاء اليابانية في عام 2020. لكن فوسفات الصوديوم والمغنيسيوم المكتشفة في عينة بينو تتميز بعدم وجود شوائب، والتي تشبه فقاعات صغيرة من المعادن الأخرى المحاصرة داخل الصخر، وحجم حبيباتها غير مسبوق في أي عينة نيزكية، كما قال لوريتا.

ويثير العثور على فوسفات الصوديوم والمغنيسيوم في عينة بينو تساؤلات حول العمليات الجيوكيميائية التي جمعت هذه العناصر معًا، كما يوفر أدلة قيمة حول الظروف التاريخية لبينو.

وقالت لوريتا: “إن وجود الفوسفات وحالته، إلى جانب عناصر ومركبات أخرى على بينو، يشير إلى ماضي مائي للكويكب. ومن المحتمل أن بينو كان في يوم من الأيام جزءًا من عالم أكثر رطوبة. على الرغم من أن هذه الفرضية تتطلب مزيدًا من التحقيق”.

تم إنشاء هذه الفسيفساء لبينو باستخدام الملاحظات التي تم إجراؤها بواسطة مركبة الفضاء OSIRIS-REx التابعة لوكالة ناسا والتي كانت على مقربة من الكويكب لأكثر من عامين. حقوق النشر: وكالة ناسا / جودارد / جامعة أريزونا

من النظام الشمسي الشاب

وعلى الرغم من تاريخه المحتمل في التفاعل مع الماء، يظل بينو كويكبًا بدائيًا كيميائيًا، حيث تشبه نسبه العنصرية إلى حد كبير نسب الشمس.

وقالت لوريتا: “العينة التي أعادناها هي أكبر خزان لمادة الكويكبات غير المعدلة على الأرض حاليًا”.

يقدم تكوين الكويكب لمحة عن الأيام الأولى لنظامنا الشمسي، منذ أكثر من 4.5 مليار سنة. احتفظت الصخور بحالتها الأصلية، ولم تذوب أو تتصلب مرة أخرى منذ تكوينها، مما يؤكد طبيعتها البكر وأصولها القديمة.

يُظهر هذا المفهوم الفني مركبة الفضاء OSIRIS-REx (Origins Spectral Interpretation Resource Identification Security – Regolith Explorer) وهي تلامس الكويكب Bennu باستخدام آلية Touch-And-Go Sample Arm Mechanism أو TAGSAM. نجحت المهمة في إعادة عينة من طلاء سطح Bennu إلى الأرض للدراسة. حقوق النشر: وكالة ناسا

تلميحات حول اللبنات الأساسية للحياة

وأكد الفريق أيضًا أن الكويكب غني بالكربون والنيتروجين. وهذه العناصر ضرورية لفهم البيئات التي نشأت منها مواد بينو والعمليات الكيميائية التي حولت العناصر البسيطة إلى جزيئات معقدة، مما قد يضع الأساس للحياة على الأرض.

وقالت لوريتا: “تؤكد هذه النتائج على أهمية جمع ودراسة المواد من الكويكبات مثل بينو – وخاصة المواد منخفضة الكثافة التي تحترق عادة عند دخولها الغلاف الجوي للأرض”. “تحمل هذه المواد المفتاح لكشف العمليات المعقدة لتكوين النظام الشمسي والكيمياء الحيوية التي ربما ساهمت في ظهور الحياة على الأرض”.

ماذا بعد

وستتلقى العشرات من المختبرات الأخرى في الولايات المتحدة وحول العالم أجزاء من عينة بينو من مركز جونسون الفضائي التابع لوكالة ناسا في هيوستن في الأشهر المقبلة، ومن المتوقع صدور المزيد من الأوراق العلمية التي تصف عينة بينو في السنوات القليلة المقبلة من فريق تحليل العينات OSIRIS-REx.

قال هارولد كونولي، المؤلف المشارك في الدراسة، وهو عالم عينات المهمة الذي يقود فريق تحليل العينات، وأستاذ في جامعة روان في جلاسبورو، نيوجيرسي، وباحث زائر في جامعة أريزونا: “عينات بينو عبارة عن صخور خارج كوكبية جميلة بشكل مثير للدهشة. كل أسبوع، يقدم تحليل فريق تحليل عينات أوزيريس ريكس نتائج جديدة ومفاجئة في بعض الأحيان تساعد في وضع قيود مهمة على أصل وتطور الكواكب الشبيهة بالأرض”.

المرجع: “الكويكب (101955) بينو في المختبر: خصائص العينة التي جمعتها مركبة أوزيريس ريكس” بقلم دانتي إس. لوريتا، هارولد سي. كونولي، جوزيف إي. إيبرسولد، كونيل إم. أو. دي. ألكسندر، رونالد إل. Ballouz، Jessica J. Barnes، Helena C. Bates، Carina A. Bennett، Laurinne Blanche، Erika H. Blumenfeld، Simon J. Clemett، George D. Cody، Daniella N. DellaGiustina، Jason P. Dworkin، Scott A. Eckley، Dionysis I. Foustoukos، Ian A. Franchi، Daniel P. Glavin، Richard C. Greenwood، Pierre Haenecour، Victoria E. Hamilton، Dolores H. Hill، Takahiro Hiroi، Kana Ishimaru، Fred Jourdan، Hannah H. Kaplan، Lindsay P. Keller، Ashley J. King، Piers Koefoed، Melissa K. Kontogiannis، Loan Le، Robert J. Macke، Timothy J. McCoy، Ralph E. Milliken، Jens Najorka، Ann N. Nguyen، Maurizio Pajola، Anjani T. Polit، Kevin رايتر، هيذر إل. روبر، سارة إس. راسل، أندرو جيه. رايان، سكوت إيه. ساندفورد، بول إف. سكوفيلد، كودي دي. شولتز، لورا بي. سيفيرت، شوجو تاتشيبانا، كاثي إل. توماس-كيبرتا، ميشيل إس. تومسون، فاليري تو، فيليبو توسبيرتي، كون وانج، توماس جيه. زيجا، سي دبليو في وولنر، 26 يونيو 2024، علم النيازك وعلوم الكواكب.
DOI: 10.1111/maps.14227