Naukowcy zbadali maleńkie fragmenty asteroidy z Ryugu i odkryli, że powstały one w zewnętrznym Układzie Słonecznym i ewoluowały przez miliardy lat.
Korzystając ze spektroskopii Mössbauera, odkryli zmiany w składzie asteroidy spowodowane zmianami temperatury, co dało nowy wgląd w powstawanie i migrację ciał niebieskich w naszej galaktyce.
Odkrywanie pochodzenia asteroid za pomocą zaawansowanej technologii
Naukowcy z Advanced Photon Source (APS), biura ds. nauki Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych, służącego użytkownikom źródeł światła, odegrali kluczową rolę w międzynarodowych wysiłkach mających na celu zbadanie mikroskopijnych fragmentów pobliskiej asteroidy. Te maleńkie drobinki pyłu zostały zebrane z asteroidy 162173 Ryugu przez japońską misję kosmiczną, a następnie przesłane do APS w celu analizy. Wykorzystując zaawansowaną technologię rentgenowską, w tym specjalistyczną technikę zwaną spektroskopią Mössbauera, naukowcy zbadali fragmenty z niespotykaną dotąd szczegółowością.
Odkrycia ujawniły, że Ryugu powstał ponad 4 miliardy lat temu w zewnętrznych rejonach Układu Słonecznego jako część większej, bogatej w lód asteroidy. Z biegiem czasu asteroida rozpadła się, a fragment Ryugu powoli powrócił na swoją obecną orbitę, zaledwie 60 000 mil od Ziemi.
Spostrzeżenia z pyłu asteroidowego
Te maleńkie fragmenty zawierały skarbnicę informacji na temat historii i składu asteroidy. Spektroskopia Mössbauera pozwoliła naukowcom ustalić, że Ryugu składało się kiedyś głównie z lodu, ale zmiany temperatury na przestrzeni milionów lat zmieniły jego skład. Fragmenty zawierały także elementy wykute w odległych, zewnętrznych rejonach Droga Mlecznaoferując cenny wgląd w wczesne procesy powstawania planet i skał w naszym Układzie Słonecznym.
Techniki precyzyjne w analizie asteroid
Kluczowym wkładem APS w te globalne wysiłki jest specjalna technika spektroskopii Mössbauera, która umożliwiła zespołowi badawczemu określenie stopnia utlenienia żelaza w próbkach. Fragmenty te są bardzo małe i mają średnicę od 400 mikronów (około szerokości sześciu ludzkich włosów) do jednego milimetra. Jednakże w przypadku tej techniki wiązkę promieni rentgenowskich APS można skupić do 4 mikronów, co pozwala na kilka odczytów z każdego fragmentu.
Odkrywanie tajemnic asteroidy Ryugu
Odczyty te dostarczyły dowodów na to, że Ryugu była kiedyś częścią większej asteroidy, która uformowała się na zewnętrznych krańcach Układu Słonecznego. Struktura każdej próbki była porowata i drobnoziarnista, co oznacza, że kiedyś zawierała lód, który topił się przez miliony lat w miarę nagrzewania się Układu Słonecznego. Naukowcy odkryli duże stężenie pirotytu, siarczku żelaza, którego nie można znaleźć w meteorytach, które poza tym przypominają fragmenty Ryugu. Wynik ten nałożył ograniczenia na temperaturę i położenie macierzystej asteroidy Ryugu w momencie jej powstania. W połączeniu z wynikami kilkudziesięciu innych zespołów naukowych dane APS pomogły opowiedzieć historię Ryugu i jego podróży przez nasz Układ Słoneczny na przestrzeni miliardów lat.
Więcej informacji na temat tego badania można znaleźć w artykule Nowa analiza odkrywa prawdziwą naturę starożytnej asteroidy.
Odniesienie: „Formacja i ewolucja asteroidy węglowej Ryugu: Bezpośrednie dowody ze zwróconych próbek” T. Nakamura, M. Matsumoto, K. Amano, Y. Enokido, ME Zolensky, T. Mikouchi, H. Genda, S. Tanaka, MY Zołotow, K. Kurosawa, S. Wakita, R. Hyodo, H. Nagano, D. Nakashima, Y. Takahashi, Y. Fujioka, M. Kikuiri, E. Kagawa, M. Matsuoka, AJ Brearley, A. Tsuchiyama, M. Uesugi, J. Matsuno, Y. Kimura, M. Sato, RE Milliken, E. Tatsumi, S. Sugita, T. Hiroi, K. Kitazato, D. Brownlee, DJ Joswiak, M. Takahashi, K. Ninomiya, T. Takahashi, T. Osawa, K. Terada, FE Brenker, BJ Tkalcec, L. Vincze, R. Brunetto, A. Aléon-Toppani, QHS Chan, M. Roskosz, J.-C. Viennet, P. Beck, EE Alp, T. Michikami, Y. Nagaashi, T. Tsuji, Y. Ino, J. Martinez, J. Han, A. Dolocan, RJ Bodnar, M. Tanaka, H. Yoshida, K. Sugiyama, AJ King, K. Fukushi, H. Suga, S. Yamashita, T. Kawai, K. Inoue, A. Nakato, T. Noguchi, F. Vilas, AR Hendrix, C. Jaramillo-Correa, DL Domingue, G. Dominguez, Z. Gainsforth, C. Engrand, J. Duprat, SS Russell, E. Bonato, C. Ma, T. Kawamoto , T. Wada, S. Watanabe, R. Endo, S. Enju, L. Riu, S. Rubino, P. Tack, S. Takeshita, Y. Takeichi, A. Takeuchi, A. Takigawa, D. Takir, T. Tanigaki, A. Taniguchi, K. Tsukamoto, T. Yagi, S. Yamada, K. Yamamoto, Y. Yamashita, M. Yasutake, K. Uesugi, I. Umegaki, I. Chiu, T. Ishizaki, S. Okumura, E. Palomba, C. Pilorget, SM Potin, A. Alasli, S. Anada, Y. Araki, N. Sakatani, C. Schultz, O. Sekizawa, SD Sitzman, K. Sugiura, M. Sun, E. Dartois, E. De Pauw, Z . Dionnet, Z. Djouadi, G. Falkenberg, R. Fujita, T. Fukuma, IR Gearba, K. Hagiya, MY Hu, T. Kato, T. Kawamura, M. Kimura, MK Kubo, F. Langenhorst, C. Lantz, B. Lavina, M. Lindner, J. Zhao, B. Vekemans, D. Baklouti, B. Bazi, F. Borondics , S. Nagasawa, G. Nishiyama, K. Nitta, J. Mathurin, T. Matsumoto, I. Mitsukawa, H. Miura, A. Miyake, Y. Miyake, H. Yurimoto, R. Okazaki, H. Yabuta, H. Naraoka, K. Sakamoto, S. Tachibana, HC Connolly, DS Lauretta, M. Yoshitake, M. Yoshikawa, K. Yoshikawa, K. Yoshihara, Y. Yokota, K. Yogata, H. Yano, Y. Yamamoto, D. Yamamoto, M. Yamada, T. Yamada, T. Yada, K. Wada, T. Usui, R. Tsukizaki, F. Terui, H. Takeuchi, Y. Takei, A. Iwamae, H. Soejima, K. Shirai, Y. Shimaki, H. Senshu, H. Sawada, T. Saiki, M. Ozaki, G. Ono, T. Okada, N. Ogawa, K. Ogawa, R. Noguchi, H. Noda, M. Nishimura, N. Namiki, S. Nakazawa, T. Morota, A. Miyazaki, A. Miura, Y. Mimasu, K. Matsumoto, K. Kumagai, T. Kouyama, S. Kikuchi, K. Kawahara, S. Kameda, T. Iwata, Y. Ishihara, M. Ishiguro, H. Ikeda, S. Hosoda, R. Honda, C. Honda, Y. Hitomi, N. Hirata, N. Hirata, T. Hayashi, M. Hayakawa, K. Hatakeda, S. Furuya, R. Fukai, A. Fujii, Y. Cho, M. Arakawa, M. Abe, S. Watanabe i Y. Tsuda, 22 września 2022 r., Nauka.
DOI: 10.1126/science.abn8671
Część prac APS była wspierana przez Biuro Naukowe Departamentu Energii (DOE) oraz program Współpracy Naukowej Francji i Chicago (FACCTS) zarządzany przez Uniwersytet w Chicago. W badaniu wykorzystano zasoby Advanced Photon Source, placówki użytkownika Departamentu Nauki DOE obsługiwanej przez Argonne National Laboratory.
