يحمل بينو “المكونات الأصلية” للنظام الشمسي

ناسا'س أوزيريس ريكس أعادت البعثة عينة من الكويكب بينو، وكشفت أنها تحتوي على مواد رئيسية في النظام الشمسي وعلامات محتملة للماضي المائي. يوفر هذا الاكتشاف معلومات قيمة حول ظروف النظام الشمسي المبكر والأصول المحتملة للحياة.

كشف الغوص العميق في عينة الصخور والغبار التي عادت من الكويكب بينو القريب من الأرض بواسطة مهمة OSIRIS-REx التابعة لناسا، بقيادة جامعة أريزونا، عن بعض المفاجآت التي طال انتظارها.

اكتشف فريق تحليل عينات OSIRIS-REx أن بينو يحتوي على المكونات الأصلية التي شكلت نظامنا الشمسي. وغبار الكويكب غني بالكربون والنيتروجين، فضلا عن المركبات العضوية، وكلها مكونات أساسية للحياة كما نعرفها. وتحتوي العينة أيضًا على فوسفات الصوديوم والمغنيسيوم، وهو ما فاجأ فريق البحث لعدم وجوده في بيانات الاستشعار عن بعد التي جمعتها المركبة الفضائية في بينو. ويشير وجوده في العينة إلى أن الكويكب ربما انفصل عن عالم محيطي صغير بدائي انتهى منذ فترة طويلة.

يمكن رؤية كبسولة عودة العينة من مهمة OSIRIS-REx التابعة لناسا بعد وقت قصير من هبوطها في الصحراء في 24 سبتمبر 2023، في مركز التدريب والاختبار التابع لوزارة الدفاع بولاية يوتا. وتم جمع العينة من الكويكب بينو في أكتوبر 2020 بواسطة المركبة الفضائية OSIRIS-REx التابعة لناسا. الائتمان: ناسا / كيجان باربر

عينة بينو للسفر والتسليم

انطلقت المركبة الفضائية OSIRIS-REx في 8 سبتمبر 2016، والتي تحمل اسم Origins، Spectral Interpretation، Resource Identification، وSecurity-Regolith Explorer، وبدأت رحلتها إلى الكويكب القريب من الأرض Bennu لجمع عينة من الصخور والغبار من سطحه. كانت أوزيريس-ريكس أول مهمة أمريكية تجمع عينة من كويكب. وسلمت المركبة الفضائية العينة التي يبلغ وزنها 4.3 أوقية، أو 121.6 جرامًا، إلى الأرض في 24 سبتمبر 2023.

وقال دانتي لوريتا، الباحث الرئيسي في مختبر بينو: “إن الحصول على فرصة التعمق في عينة OSIRIS-REx الخاصة بـ Bennu بعد كل هذه السنوات أمر مثير للغاية”. أوزيريس ريكس وأستاذ علوم الكواكب في مختبر القمر والكواكب بجامعة أريزونا. “هذا التقدم لا يجيب فقط على الأسئلة القديمة حول النظام الشمسي المبكر، ولكنه يفتح أيضًا طرقًا جديدة للبحث في تكوين الأرض ككوكب صالح للسكن. أثارت المعلومات المقدمة في مقال المراجعة فضولًا متزايدًا، مما عزز رغبتنا في استكشاف المزيد. »

لوريتا هي مؤلفة مشاركة لمقالة منشورة في النيازك وعلوم الكواكب الذي يوضح طبيعة عينة الكويكب. تعتبر الوثيقة أيضًا بمثابة مقدمة لـ كتالوج عينة بينومورد عبر الإنترنت حيث يتم نشر معلومات العينة ويمكن للعلماء طلب عينة من المواد لأبحاثهم الخاصة.

“يعد نشر الورقة الأولى بقيادة الدكتورة لوريتا والدكتور كونولي التي تصف عينة بينو علامة فارقة مهمة للمهمة ولمختبر القمر والكواكب بجامعة أريزونا ورئيس قسم علوم الكواكب. سيستمر أعضاء هيئة التدريس والعلماء والطلاب لدينا في دراسة العينة لسنوات وعقود قادمة. في الوقت الحالي، لا يمكننا إلا أن نتخيل قصص نشأة كوكبنا والحياة التي لا تزال موجودة هناك، وذلك بفضل حبيبات بينو الموجودة بالفعل في مختبراتنا. »

منظر علوي لإحدى الحاويات التي تحتوي على صخور وغبار من الكويكب بينو، مع مقياس قياس بالسنتيمتر. مصدر الصورة: ناسا/ إريكا بلومنفيلد وجوزيف إيبرسولد

“الماضي المائي” لبينو؟

وكشف تحليل عينة بينو عن معلومات مثيرة للاهتمام حول تكوين الكويكب. Dominé par des minéraux argileux, notamment de la serpentine, l'échantillon reflète le type de roche que l'on trouve sur les dorsales médio-océaniques de la Terre, là où les matériaux du manteau, la couche située sous la croûte terrestre, rencontrent الماء.

يؤدي هذا التفاعل بين مياه البحر والمواد الموجودة في وشاح الأرض إلى تكوين الطين ويؤدي إلى ظهور مجموعة متنوعة من المعادن، بما في ذلك الكربونات وأكاسيد الحديد وكبريتيد الحديد. لكن لوريتا قال إن الاكتشاف الأكثر غير المتوقع في عينة بينو هو وجود الفوسفات القابل للذوبان في الماء. هذه المركبات هي مكونات كيميائية حيوية لجميع أشكال الحياة المعروفة على الأرض اليوم.

تم العثور على فوسفات مماثل في العينة المأخوذة من الكويكب ريوجو الذي سلمته مهمة هايابوسا 2 التابعة لوكالة استكشاف الفضاء اليابانية في عام 2020. لكن فوسفات الصوديوم المغنيسيوم المكتشف في عينة بينو يبرز بسبب عدم وجود شوائب، والتي تشبه الفقاعات الصغيرة من المعادن الأخرى. وقال لوريتا إنه محصور في الصخر، وبحجم حبيباته، وهو أمر غير مسبوق في عينة نيزكية.

يثير اكتشاف فوسفات المغنيسيوم والصوديوم في عينة بينو تساؤلات حول العمليات الجيوكيميائية التي جمعت هذه العناصر معًا ويوفر أدلة قيمة للظروف التاريخية لبينو.

وقالت لوريتا: “إن وجود الفوسفات وحالته، بالإضافة إلى العناصر والمركبات الأخرى على بينو، يشير إلى وجود ماضي مائي للكويكب”. “ربما كان بينو ذات يوم جزءًا من عالم أكثر رطوبة. ومع ذلك، هذه الفرضية تتطلب مزيدا من البحث. »

تم إنشاء هذه الفسيفساء لبينو بناءً على الملاحظات التي أجراها المسبار الفضائي OSIRIS-REx التابع لناسا والذي بقي بالقرب من الكويكب لأكثر من عامين. مصدر الصورة: ناسا/غودارد/جامعة أريزونا

من النظام الشمسي الشاب

على الرغم من تاريخه المحتمل في التفاعل مع الماء، يظل بينو كويكبًا بدائيًا كيميائيًا، بنسب عنصرية تشبه إلى حد كبير تلك الموجودة في الشمس.

وقالت لوريتا: “إن العينة التي استخرجناها هي أكبر خزان لمواد الكويكب غير المتغيرة على الأرض اليوم”.

ويقدم تكوين الكويكب لمحة عن بدايات نظامنا الشمسي، قبل أكثر من 4.5 مليار سنة. وقد احتفظت الصخور بحالتها الأصلية، حيث لم تذوب ولم تتصلب منذ تكوينها، مما يؤكد طبيعتها البدائية وأصولها القديمة.

يُظهر انطباع هذا الفنان المركبة الفضائية OSIRIS-REx (أصل أمان تعريف موارد التفسير الطيفي – مستكشف الثرى) وهي تتصل بالكويكب Bennu باستخدام آلية ذراع أخذ العينات Touch-And-Go أو TAGSAM. نجحت المهمة في إعادة عينة من طلاء سطح بينو إلى الأرض لدراستها. الائتمان: ناسا

بعض القرائن حول اللبنات الأساسية للحياة

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

وقالت لوريتا: “تسلط هذه النتائج الضوء على أهمية جمع ودراسة المواد من الكويكبات مثل بينو، وخاصة المواد منخفضة الكثافة التي تحترق عادة عند دخول الغلاف الجوي للأرض”. “هذه المواد هي المفتاح لفهم العمليات المعقدة لتشكيل النظام الشمسي والكيمياء قبل الحيوية التي ربما ساهمت في ظهور الحياة على الأرض. »

و بعد

وستتلقى العشرات من المختبرات الأخرى في الولايات المتحدة وحول العالم أجزاء من عينة بينو من مركز جونسون الفضائي التابع لناسا في هيوستن في الأشهر المقبلة، ومن المتوقع ظهور العديد من الأوراق العلمية التي تصف عينة بينو في السنوات القادمة من OSIRIS- فريق تحليل عينات REx.

وقال هارولد كونولي، المؤلف المشارك في الدراسة، وهو عالم المهمة الذي يقود فريق تحليل العينات وأستاذ في جامعة روان في جلاسبورو بولاية نيوجيرسي وباحث زائر: “إن عينات بينو عبارة عن صخور خارج كوكب الأرض ذات جمال رائع”. في جامعة أريزونا. “في كل أسبوع، توفر تحليلات فريق تحليل عينات OSIRIS-REx 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 تم جمعها بواسطة OSIRIS-REx” بواسطة Dante S. Lauretta، Harold C. Connolly، Joseph E. Aebersold، Conel M. O'D. الكسندر، رونالد-L. فرينش بالوز، جيسيكا ج. بارنز، هيلينا سي. بيتس، كارينا أ. بينيت، لورين بلانش، إريكا إتش. بلومينفيلد، سيمون جيه. كليميت، جورج دي كودي، دانييلا إن. ديلا جوستينا، جايسون بي. دوركين، سكوت أ. إيكلي، ديونيسيس آي. فوستوكوس، إيان أ. فرانشي، دانييل بي. غلافين، ريتشارد سي. غرينوود، بيير هانيكور، فيكتوريا إي. هاميلتون، دولوريس إتش. هيل، تاكاهيرو هيروي، كانا إيشيمارو، فريد جوردان، هانا إتش. كابلان، ليندسي بي كيلر، آشلي جيه كينغ، بيرس كويفود، ميليسا ك. كونتوجيانيس، لوان لو، روبرت جيه ماكي، تيموثي جيه. مكوي، رالف إي ميليكين، جينس ناجوركا، آن إن نغوين، ماوريتسيو باجولا، أنجاني تي بوليت ، كيفن رايتر، هيذر إل. روبر، سارة إس. راسل، أندرو جيه رايان، سكوت إيه ساندفورد، بول إف. شوفيلد، كودي دي شولتز، لورا بي سيفرت، شوجو تاتشيبانا، كاثي إل. توماس كيبرتا، ميشيل إس. طومسون، فاليري تو، فيليبو توسبرتي، كون وانغ، توماس جي. زيجا، سي دبليو في وولنر، 26 يونيو 2024، النيازك وعلوم الكواكب.
دوى: 10.1111/maps.14227