يكشف تحليل الكويكبات عن أدلة غير متوقعة على المحيط الصغير والكربنة

الكويكبات أشياء كثيرة – قتلة الديناصورات ، سجلات 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 لتكوين النظام الشمسي ، كان Ryugu الهدف الماسي الشكل 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 أب أكبر وأكبر سنًا قبل أن يتم تدميره في تصادم. ولكن الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أنه في هذا المحيط الصغير ، تمكنت بعض السيليكات الجافة من الكويكب الأصلي الأصلي من البقاء دون تغيير. مقال جديد من أحد فرق التنظيم في Hayabusa نشرت هذا الشهر في علم الفلك الطبيعي يحصلون على ما يعرضونه حول تكوين والد ريوجو والكويكبات منذ بداية النظام الشمسي.

ما 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 تصنيف كل منها باسمها ورقمها. في هذه الحالة ، اعتمد تحليل الفريق على جسيم واحد فقط ، C0009.

تكلم مع يعكسعالم الكيمياء النظيرية مينغ تشانغ ليو من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس أن C0009 كان مثيرًا للاهتمام بشكل خاص لأنه “يتميز بكمية صغيرة من السيليكات اللامائية” ، أي أنه يحتوي على معادن غنية بالأكسجين غير متأثرة بالمياه في منتصف عينة تم تغييرها بشدة بواسطة H2O.

تم تغيير تكوين Ryugu بشكل كبير بواسطة الماء السائل بداخله. على الرغم من أنها تشكلت في أعماق النظام الشمسي الخارجي البارد ، إلا أن جليد الماء وثاني أكسيد الكربون قد تراكم في الحجر الأولي الذي شكل والد ريوجو مع نظائر مشعة قصيرة العمر. لاحظ ليو أنه نظرًا لتسخين هذه الصخور المشعة للجليد المحيط بها ، “بدأت تطفو داخل الجسم الأم” – وبمرور الوقت حولت السيليكات والبيروكسين التي كانت سلف ريوجو إلى سيليكات حاملة للماء.

ثم تعطي السيليكات اللامائية المتبقية الفريق فكرة عما كانت تبدو عليه المواد الأخرى في النظام الشمسي المبكر قبل أن تصطدم بمحيط ريوجو الصغير. وتشبه المواد المواد الأولى التي تشكلت في الغلاف الضوئي للشمس. أظهرت نظائر الأكسجين في العينة التي عمل عليها الفريق أن الكويكب يحتوي على أوليفين أميبويد وكروندرات غنية بالمغنيسيوم تم دمجها مباشرة من السديم الشمسي.

موتو إيتو ، عالم الكيمياء الكونية في الوكالة اليابانية لتكنولوجيا علوم البحار والأرض وعضو في فريق المرحلة 2 الموسع ، كان المؤلف الرئيسي – جنبًا إلى جنب مع ليو وآخرين – من دراسة الجسيمات النقية من Ryuguالتي توضح كيف تم تعديل نيازك CI على الأرض من خلال بيئتنا الأكثر تقلبًا.

تكلم مع يعكسيلاحظ إيتو أنه على الرغم من معرفة التركيب الكيميائي “لا يخبرنا بمكان تشكل الجسد الأم” ، فإنه “لا يزال يسمح لنا ببناء نوع من تاريخ ريوجو ، وكيف تشكل في النظام الشمسي. خارجي”.

ما سبب أهميته – هذا العمل هو نتيجة جهود أكبر فريق حفظ في المرحلة 2. بعد مرور Hayabusa2 على الأرض لإيداع حمولتها ، تم تقسيم الجرامات الخمسة من العينات التي أحضرها إلى ثمانية فرق: ستة يقومون بتحليل أولي محدد – للتركيب الكيميائي ، المواد الحجرية والرملية ، والمواد المتطايرة ، والمواد العضوية الصلبة والقابلة للذوبان – على المواد ، وفريقان دوليان رئيسيان آخران يعملان على توضيح التأثير العلمي المحتمل للعينات.

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

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

ربما يكون بقاء هذه العناصر في Ryugu protolith أكثر إثارة للدهشة في ضوء عمل بعض الفرق الأخرى. فريق Stony Analytics نشرت نتائجها الأولى هذا الشهر في العلم، والتي تضمنت ماء ريوجو السائل المحاصر داخل بلورة. نظرًا لأن Ryugu التقط ثاني أكسيد الكربون المجمد وكذلك جليد الماء عند تشكله ، فقد كان الماء السائل الموجود في العينة مكربنًا.

ما التالي – جزء من خلفية Ryugu بالفعل في طريقه إلى الأرض. في مايو الماضي ، ناسا أوزيريس ريكس غادرت المركبة الفضائية كويكب بينو بعد أن التقطت ربما نصف رطل من الصخور لبدء رحلتها إلى الأرض. كان ذلك بعد أوزيريس ريكس ضرب بشكل غير متوقع حفرة بعرض 20 قدمًا في جانب بينو – بسبب حقيقة أن عقده أقل صلابة بكثير مما هو مقصود.

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 ورفاقه من النوع C. ولكن بغض النظر عن لونها ، وفقًا لعالم الكيمياء الكونية إيتو ، فإن العثور على مركبات كربون معقدة مماثلة في العينة “سيخبرنا عن توزيع المركبات العضوية في النظام الشمسي”.

بينما يجيب على أسئلة حول تكوين Ryugu ، يثير هذا العمل أيضًا أسئلة حول كيفية ملائمة Ryugu نمط أكثر الكويكبات والنيازك بدائية. وفقًا لليو ، يعتقد الفريق أنه على الرغم من الفئات المختلفة التي نشأت لتغطية جميع الكوندريتات المختلفة الموجودة على الأرض على مر السنين ، “يمكن أن تكون هذه المواد الأولية متشابهة جدًا.” وأضاف: “نريد فقط أن نكون استفزازيين قليلاً ، ونحرك الوعاء قليلاً ، ونحاول تغيير النموذج”.