يكشف تحليل الكويكب عن أدلة غير متوقعة على المحيط الصغير والكربنة

الكويكبات أشياء كثيرة – قتلة الديناصورات ، ومحفوظات الأيام الأولى للنظام الشمسي ، أهداف للدفاع الكوكبي – لكن ليس من المفترض أن يكونوا عوالم مائية. حق؟

حسنًا ، على الأقل ليس هذه الأيام. ولكن في الأيام الأولى لتشكيل النظام الشمسي ، كان Ryugu – الهدف على شكل الماس لوكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA) هايابوسا 2 مهمة – كان لديها محيط صغير بداخلها.

قبل أن يكون الكويكب هو اليوم ، يُظهر تحليل النظائر عالي الدقة أنه كان جزءًا من والد أكبر وأكبر سنًا قبل أن ينفجر في تصادم. ولكن الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أنه داخل هذا المحيط الصغير ، تمكنت بعض السيليكات الجافة من الكويكب الأصلي الأصلي من البقاء دون تغيير. ورقة جديدة من أحد فرق التنظيم في Hayabusa نشرت هذا الشهر في علم الفلك الطبيعي يحصلون على ما يعرضونه حول تركيبة والد ريوجو والكويكبات في النظام الشمسي المبكر جدًا.

ما هو الجديد – في ديسمبر 2020 ، أعاد Hayabusa2 ما يزيد قليلاً عن خمسة جرامات من Ryugu بعد مهمة استمرت ست سنوات. نظرًا لأن العينات عبارة عن عدد محدود نسبيًا من الحبوب الصغيرة ، فقد تم تمييز كل واحدة باسمها ورقمها. في هذه الحالة ، استند تحليل الفريق على واحد فقط من هذه الجسيمات ، C0009.

التحدث مع معكوس، عالم الكيمياء الكونية النظائر مينغ تشانغ ليو من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس أن C0009 كان مثيرًا للاهتمام بشكل خاص لأنه “ميز نفسه باحتوائه على كمية صغيرة من السيليكات اللامائية” – أي أنه يحتوي على معادن غنية بالأكسجين غير متأثرة بالمياه في منتصف عينة تم تغييرها بشدة بواسطة H2O.

تم تغيير تركيبة Ryugu بشكل كبير بواسطة الماء السائل في داخلها. على الرغم من تكوينه في أعماق النظام الشمسي الخارجي البارد ، فإن الماء وثاني أكسيد الكربون يتراكمان معًا في البروتوليث الذي كان والدا ريوجو جنبًا إلى جنب مع النظائر المشعة قصيرة العمر. بينما كانت تلك الصخور المشعة تعمل على تسخين الجليد من حولها ، يلاحظ ليو ، “أنها ستبدأ في الطفو داخل الجسم الأم” – وبمرور الوقت تحول السيليكات والبيروكسين اللذين شكلا سلف ريوجو إلى سيليكات حاملة للماء.

ومن ثم ، فإن السيليكات اللامائية المتبقية تعطي الفريق فكرة عما كانت تبدو عليه المواد الأخرى في النظام الشمسي المبكر قبل أن تصطدم بمحيط ريوجو الصغير. وتبدو المواد مثل أقدم المواد التي تشكلت في الغلاف الضوئي للشمس. تُظهِر نظائر الأكسجين في العينة التي عمل الفريق معها أن الكويكب يحتوي على الزبرجد الزيتوني الأميبي والكروندريلات الغنية بالمغنيسيوم والتي تم دمجها مباشرة من السديم الشمسي.

كان موتو إيتو ، عالم الكيمياء الكونية في الوكالة اليابانية لتكنولوجيا علوم الأرض البحرية وعضو فريق المرحلة الثانية الأوسع ، المؤلف الرئيسي – إلى جانب ليو وآخرين – في دراسة جسيمات ريوجو الأصلية، والتي توضح الطرق التي تغيرت بها نيازك CI على الأرض بسبب بيئتنا الأكثر تقلبًا.

التحدث مع معكوس، يلاحظ إيتو أنه حتى لو كانت معرفة التركيب الكيميائي “لا تخبرنا بمكان تشكل الجسد الأم” ، فإنه لا يزال “يسمح لنا ببناء نوع من تاريخ ريوجو ، وكيف تشكل في النظام الشمسي الخارجي.”

لماذا يهم – يأتي هذا العمل من جهود فريق تنظيم المرحلة الثانية الأكبر. بعد أن تجاوزت Hayabusa2 الأرض لتسقط حمولتها ، تم تقسيم الجرامات الخمسة من العينات التي أحضرتها إلى ثمانية فرق: ستة منهم يقومون بتحليل أولي محدد – للتركيب الكيميائي ، والمواد الحجرية والرملية ، والمواد المتطايرة ، والمواد العضوية الصلبة والقابلة للذوبان – على المواد ، وفريقان دوليان كبيران آخران يعملان على توضيح التأثير العلمي المحتمل للعينات.

في يونيو ، نشر فريق ليو وإيتو الأكبر ، من جامعة أوكاياما بغرب اليابان ، تفسيرهم للعينات. وجدوا أن phyllosilicates Ryugu تشبه تلك الموجودة في CI chondrites ، وهو نوع نادر وبدائي للغاية من النيزك الذي تم جمعه في الغالب في القارة القطبية الجنوبية.

ولكن نظرًا لأنهم “ربما كانوا يجلسون هناك لعقود وسنوات وأعمار قبل أن نلتقطهم” ، يلاحظ ليو ، “تتمتع الأرض بجو شديد التفاعل ، لذا ستتفاعل مواد كوندريت CI مع الغلاف الجوي.” وبالمقارنة ، فإن العينات المأخوذة من Hayabusa2 “ربما تكون أكثر مواد الكوندريت البكر التي يمكن للمرء الحصول عليها على الإطلاق.”

قد يكون بقاء هذه العناصر من بروتوليث ريوجو أكثر إثارة للدهشة في ضوء عمل بعض الفرق الأخرى. فريق التحليل الحجري نشرت نتائجها الأولية هذا الشهر في علوم، والتي تضمنت مياهًا سائلة من ريوجو محصورة داخل بلورة. نظرًا لأن Ryugu التقط ثاني أكسيد الكربون المجمد وكذلك جليد الماء عندما كان يتشكل ، فإن الماء السائل الموجود في العينة كان مكربنًا.

ما التالي – بعض سياق Ryugu في طريقه بالفعل إلى الأرض. في مايو الماضي ، وكالة ناسا أوزيريس ريكس غادرت المركبة الفضائية الكويكب بينو بعد أن جرفت ربما نصف رطل من الصخور لبدء رحلتها إلى الأرض. كان هذا بعد OSIRIS-REx أحدثت بشكل غير متوقع حفرة عرضها 20 قدمًا في جانب بينو – نتيجة تماسكها بقوة أقل بكثير مما توقعه أي شخص.

مثل Ryugu ، Bennu هو كويكب كربوني أصلي نسبيًا ، على الرغم من أنه نوع مختلف: الكويكبات من النوع B مثل Bennu تبدو أكثر زرقة قليلاً من Ryugu وزملائها من النوع C ، والتي تبدو حمراء. ولكن بغض النظر عن لونها ، وفقًا لعالم الكيمياء الكونية إيتو ، فإن العثور على مكونات كربونية معقدة بالمثل في العينة “سيخبرنا عن توزيع المكونات العضوية في النظام الشمسي.”

على الرغم من أنه يجيب على أسئلة حول مكياج Ryugu ، فإن هذا العمل يثير أيضًا أسئلة حول كيفية تناسب Ryugu في مخطط الكويكبات والنيازك الأكثر بدائية. وفقًا لـ Liu ، يعتقد الفريق أنه على الرغم من الفئات المختلفة التي نشأت لتغطية جميع الكوندريتات المختلفة الموجودة على الأرض على مر السنين ، “ربما كانت تلك المواد الأولية متشابهة جدًا.” وأضاف: “نريد فقط أن نكون استفزازيين قليلاً ، ونحرك الوعاء قليلاً ، ونحاول تغيير النموذج”.