Asteroiden Ryugu inneholder noe av det mest primitive materialet som noen gang er studert i et laboratorium på jorden, som dateres tilbake til bare 5 millioner år etter dannelsen av solsystemet, ifølge en analyse av prøver hentet av Japans Hayabusa2-oppdrag.
Fordi den er så gammel, er den laget av de samme tingene som dannet planetene. “Ryugu er en av byggesteinene til jorden,” sa teammedlem Hisayoshi Yurimoto, professor ved Hokkaido-universitetet i Japan, til Space.com.
Japan Aerospace Exploration Agency Hayabusa2 romfartøy ble skutt opp i desember 2014 og ankom kl asteroide Ryugu i 2019. Den hentet to små prøver av regolit, på 5,4 gram, fra asteroiden. Disse prøvene da landet på jorden i en kapsel utstyrt med fallskjerm i desember 2020.
I slekt: Japans Hayabusa2-asteroide Ryugu prøve-returoppdrag i bilder
Da de kom tilbake, ble prøvene fordelt blant vitenskapelige grupper, inkludert ett team ledet av Tetsuya Yokoyama, en professor ved Tokyo Institute of Technology. Teamets nylig publiserte resultater tyder på at sammensetningen av prøvene er den nærmeste samsvaret med soltåken – gasskyen som kondenserte for å danne sol og planeter – noensinne funnet. Som sådan består den av ingrediensene som dannet solsystemet 4,5 milliarder år siden.
Funnene støtter tidligere forskning som også konkluderte med at Ryugu var laget av primitivt materiale, men til nå var det ikke kjent hvor gammelt det var.
Ryugu er en karbonholdig kondritt, noe som betyr at den er laget av karbonrikt steinaktig materiale. Men fjernobservasjoner av Hayabusa2 fant noen uforklarlige avvik – inkludert en mørkere overflatefarge, en større overflod av fyllosilikatmaterialer og en mer porøs sammensetning enn forventet – så laboratorieanalyse var nødvendig for å forstå bedre asteroidesin sanne natur. Ryugu ligner noe på Ivuna-meteoritten, som falt i Tanzania i 1938 og ble lånt ut av Natural History Museum i London til Yokoyamas team for deres studie.
“Sammenligningen mellom Ivuna og Ryugu er veldig nyttig for å avsløre egenskapene til Ryugu,” sa Yurimoto.
Ved å bruke en rekke teknikker – inkludert elektronmikroskopi, røntgenfluorescens, induktivt koblet plasmamassespektrometri og termisk ionisering – fant teamet at prøvene hadde dannet seg i flytende vann, ved en temperatur på omtrent 81 til 117 grader Fahrenheit (27 til 47 grader Fahrenheit). grader Celsius), omtrent 5 millioner år etter at solsystemet begynte å dannes.
Med en diameter på bare 3000 fot (900 meter), er Ryugu for liten til å ha generert nok varme til å smelte vannis. Derfor må Ryugu selv ha sin opprinnelse fra en større foreldrekropp som ble dannet bare 2 millioner til 4 millioner år etter fødselen av solsystemet. På et tidspunkt etter 5 millioner år, en kraftig sammenstøt med en annen asteroide knuste Ryugus foreldrekropp fra hverandre, med noen av fragmentene som dannet Ryugu. Denne ideen støttes av tilstedeværelsen av store steinblokker på Ryugus overflatesom ser ut til å ha oppstått som rusk fra et gigantisk sammenstøt.
Ryugus materiale kan dateres takket være overfloden av visse elementer – hydrogen og edle gasser – i prøvene. De er den nærmeste matchen vi har for sammensetningen av solens synlige overflate, den fotosfæresom brukes som en proxy for sammensetningen av soltåken.
Ingen meteoritisk eller asteroidalt materiale studert i et laboratorium på Jord har noen gang blitt funnet å være så primitiv og uberørt. Noen meteoritter, som Ivuna, kan en gang ha vært like uberørte. Men etter å ha ligget på jorden i flere tiår, om ikke århundrer – hvor de ble utsatt for atmosfærisk fuktighet og forvitring, og deretter håndtert av mennesker – kan deres mineralogier og grunnstoffsammensetning ha blitt kompromittert.
Et sentralt spørsmål som må besvares for å forklare opprinnelsen til planetene fullt ut, er hvor mindre kropper, som f.eks. asteroider og kometer, hvorav noen ble planetariske byggesteiner, dannet. Komposisjonene deres antyder at mange av disse kroppene ikke ble dannet i deres nåværende baner og at i kaotisk tidlig solsystemmed sin turbulente protoplanetariske skive og migrerende planeter, ble de mindre kroppene skjøvet rundt og flyttet bort fra der de ble dannet.
Ved å vite når Ryugus morkropp ble dannet, og at den inneholdt vann, kan vi si hvor asteroiden må ha blitt dannet?
“Dette er et veldig vanskelig spørsmål,” sa Yurimoto. “Vi har ikke noe kvantitativt svar, men det ville være utenfor snøgrensen til solsystemet, [which is] ligger i banen til Jupiter.” (Snøgrensen er avstanden fra solen der vannis kunne ha kondensert i løpet av dannelsen av solsystemet.)
Dette er bare begynnelsen på analyse av prøvene brakt hjem av Hayabusa2. Det neste trinnet er å bruke informasjonen i disse prøvene for å bestemme mengden av forskjellige elementer og deres isotoper i det tidlige solsystemet da planetene ble dannet. I følge Yurimoto, en gang bestemt, ville disse overflodene “bli en ny standard for studier av solsystemet.”
Funnene er publisert i 9. juni-utgaven av tidsskriftet Vitenskap.
Følg Keith Cooper på Twitter @21stCenturySETI. Følg oss på Twitter @Spacedotcom og på Facebook.