Od čega se sastoje asteroidi? Uzorak vraćen na Zemlju otkriva

Prije nešto više od 12 mjeseci, letjelica Hayabusa2 vratila se sa svog putovanja kako bi prikupila mali komadić asteroida blizu Zemlje pod nazivom Ryugu. Znanstvenici su kapsulu uzorka uklonili iz letjelice i otkrili da imaju čvrst uzorak. Održan je njegov vakuum, što je omogućilo prikupljanje svih plinova koji su ispušteni iz uzorka asteroida, a preliminarna analiza tih plinova je provedena u Woomeri.

Godinu dana kasnije, zna se puno više o tom uzorku. U posljednjih mjesec dana objavljena su tri rada u vezi s prvom analizom uzoraka Ryugua, uključujući i onaj o odnosu između materijala viđenog na asteroidu i uzorka vraćenog na Zemlju. Ova opažanja otvaraju prozor u formiranje Sunčevog sustava i pomažu razjasniti misterij meteorita koji desetljećima zbunjuje znanstvenike.

Krhki fragmenti

Uzorak je težak oko 5 grama, podijeljen između dva uzorkovana mjesta dodirivanja. Prvi uzorak došao je s Ryuguove izložene površine. Da bi dobila drugi uzorak, letjelica je ispalila mali disk na asteroid da napravi mali krater, a zatim je prikupila uzorak u blizini kratera u nadi da će ovaj drugi uzorak sadržavati materijal ispod površine, zaštićen od svemirskih vremenskih prilika.

Uzorkovanje dodira snimljeno je video kamerama na Hayabusi2. Kroz detaljnu analizu videa, znanstvenici su otkrili da su oblici čestica izbačenih iz Ryugua tijekom touchdowna vrlo slični česticama izvađenim iz kapsule uzorka. To sugerira da su oba uzorka doista reprezentativna za površinu - drugi može sadržavati i nešto podzemnog materijala, ali to još ne znaju.

U laboratoriju su vidjeli da su ti uzorci izrazito krhki i da imaju vrlo malu gustoću, što ukazuje da su prilično porozni. Imaju sastav gline i tako se i ponašaju. Ryugu uzorci su također vrlo tamne boje. Zapravo, tamniji su od bilo kojeg uzorka meteorita ikada pronađenog. Zapažanja in situ u Ryuguu također su to pokazala.

Misterij meteorita

Sunčev sustav je pun asteroida: komada stijena mnogo manjih od planeta. Gledajući asteroide kroz teleskope i analizirajući spektar svjetlosti koju reflektiraju, većinu njih možemo svrstati u tri skupine: C-tip (koji sadrži mnogo ugljika), M-tip (koji sadrži mnogo metala) i S-tip (koji sadrže mnogo silicijevog dioksida).

Kada ga orbita asteroida dovede u sudar sa Zemljom, ovisno o tome koliko je velik, mogli bismo ga vidjeti kao meteor (zvijezdu padalicu) kako juri nebom dok izgara u atmosferi. Ako neki od asteroida preživi do tla, mogli bismo kasnije pronaći preostali komad stijene: oni se nazivaju meteoriti.

Većina asteroida koje vidimo kako kruže oko Sunca su tamno obojeni C-tipovi. Na temelju svog spektra, C-tipovi po sastavu su vrlo slični vrsti meteorita koja se naziva ugljični hondriti. Ovi meteoriti su bogati organskim i hlapljivim spojevima kao što su aminokiseline i možda su bili izvor proteina sjemena za stvaranje života na Zemlji.

Međutim, dok je oko 75 posto asteroida C-tipova, samo 5 posto meteorita su ugljični hondriti. Do sada je ovo bila zagonetka: ako su C-tipovi tako česti, zašto ne vidimo njihove ostatke kao meteorite na Zemlji? Zapažanja i uzorci iz Ryugua riješili su ovu misteriju.

Ryugu uzorci (i vjerojatno meteoriti s drugih asteroida tipa C) su previše krhki da bi preživjeli ulazak u Zemljinu atmosferu. Kad bi stigli putujući brzinom većom od 15 kilometara u sekundi, što je tipično za meteore, razbili bi se i izgorjeli mnogo prije nego što bi stigli do tla.

Zora Sunčevog sustava

Ali Ryugu uzorci su još intrigantniji od toga. Materijal podsjeća na rijetku podklasu karbonatnog hondrita nazvanu CI, gdje je C ugljik, a I se odnosi na meteorit Ivuna pronađen u Tanzaniji 1938. godine. Ovi meteoriti dio su klana hondrita, ali imaju vrlo malo definiranih čestica koje se nazivaju hondrule, okrugla zrna koja su očito kristalizirana iz rastaljenih kapljica. CI meteoriti su tamni, ujednačeni i sitnozrnati.

Ovi meteoriti su jedinstveni po tome što se sastoje od istih elemenata kao i sunce, i u istim omjerima (osim elemenata koji su inače plinovi). Znanstvenici misle da je to zato što su CI hondriti nastali u oblaku prašine i plina koji su se na kraju srušili i formirali sunce i ostatak Sunčevog sustava.

Ali za razliku od stijena na Zemlji, gdje je 4,5 milijardi godina geološke obrade promijenilo proporcije elemenata koje vidimo u kori, CI hondriti su uglavnom netaknuti uzorci planetarnih građevnih blokova našeg Sunčevog sustava. Na Zemlji nikada nije pronađeno više od 10 CI hondrita, čija je ukupna poznata težina manja od 20 kg. Ti su objekti rjeđi od uzoraka Marsa u našim zbirkama.

Koje su onda šanse da prvi asteroid tipa C bude toliko sličan jednoj od najrjeđih vrsta meteorita? Vjerojatno je rijetkost ovih CI meteorita na Zemlji doista povezana s njihovom krhkošću. Teško bi preživjeli put kroz atmosferu, a ako dođu do površine, prva kišna oluja pretvorila bi ih u lokve blata.

Asteroidne misije kao što su Hayabusa2, njegov prethodnik Hayabusa i NASA-in Osiris-REx, postupno popunjavaju neke praznine u našem znanju o asteroidima. Vraćanjem uzoraka na Zemlju, oni nam omogućuju da se osvrnemo na povijest ovih objekata i natrag na formiranje samog Sunčevog sustava.

Izvor: Science