Asteroidenanalyse enthüllt unerwartete Beweise für junge Ozeane und Karbonatisierung

Asteroiden sind viele Dinge – Mörder von Dinosauriern, Archive der frühen Tage des Sonnensystems, Planetare Verteidigungsziele – Aber es sollen keine Wasserwelten sein. Rechts?

Nun, zumindest nicht in diesen Tagen. Aber in den frühen Tagen der Entstehung des Sonnensystems war es Ryugu – das rautenförmige Ziel der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) Hayabusa 2 Wichtig – sie hatte einen kleinen Umfang in sich.

Bevor der Asteroid heute war, zeigt eine hochauflösende Isotopenanalyse, dass er Teil eines älteren, älteren Elternteils war, bevor er bei einer Kollision explodierte. Noch überraschender ist jedoch, dass es in diesem kleinen Ozean einigen trockenen Silikaten des ursprünglich heimischen Asteroiden gelungen ist, unverändert zu bleiben. Ein neues Papier von einem der Organisationsteams in Hayabusa Gepostet diesen Monat in natürliche Astronomie Sie verstehen, was sie über die Zusammensetzung von Ryugus Vater und die Asteroiden im sehr frühen Sonnensystem zeigen.

Was gibt es Neues – Im Dezember 2020 brachte Hayabusa2 nach einer sechsjährigen Mission etwas mehr als fünf Gramm Ryugu zurück. Da es sich bei den Proben um eine relativ begrenzte Anzahl kleiner Körner handelt, wurde jedes mit seinem Namen und seiner Nummer gekennzeichnet. In diesem Fall basierte die Analyse des Teams nur auf einem dieser Partikel, C0009.

reden mit umgekehrtWelt der Isotope der kosmischen Chemie Ming Chang Liu von der UCLA fand, dass C0009 besonders interessant war, weil es „sich dadurch auszeichnete, dass es eine kleine Menge wasserfreier Silikate enthielt“ – das heißt, es enthielt wasserunbeeinflusste, sauerstoffreiche Mineralien inmitten einer stark durch H2O veränderten Probe.

Ryugus Zusammensetzung wurde durch das flüssige Wasser in ihr stark verändert. Obwohl in den kalten Tiefen des äußeren Sonnensystems entstanden, sammeln sich Wasser und Kohlendioxid zusammen mit den kurzlebigen radioaktiven Isotopen in den Protolithen an, die Ryugus Eltern waren. Als diese radioaktiven Felsen das Eis um sie herum erhitzten, bemerkte Liu, „fingen sie an, im Mutterkörper zu schweben“ – und im Laufe der Zeit die Silikate und Pyroxene, aus denen Ryugus Vorgänger bestand, in wasserhaltige Silikate umzuwandeln.

Daher geben die verbleibenden wasserfreien Silikate dem Team eine Vorstellung davon, wie andere Materialien im frühen Sonnensystem beschaffen waren, bevor sie mit dem kleinen Ozean von Ryugu kollidierten. Das Material sieht aus wie das älteste Material, das sich in der Photosphäre der Sonne gebildet hat. Die Sauerstoffisotope in der Probe, mit der das Team arbeitete, zeigen, dass der Asteroid Amöben-Olivin und magnesiumreiche Chondriten enthält, die direkt aus dem Sonnennebel inkorporiert wurden.

Moto Ito, ein kosmischer Chemiker bei der Japan Agency for Marine Geosciences Technology und Mitglied des breiteren Phase-II-Teams, war der Hauptautor – zusammen mit Liu und anderen – in Untersuchung der ursprünglichen Ryugu-Partikeldie zeigt, wie sich CI-Meteoriten auf der Erde aufgrund unserer volatileren Umgebung verändert haben.

reden mit umgekehrtIto merkt an, dass selbst wenn die Kenntnis der chemischen Zusammensetzung „uns nicht sagt, wo sich der Mutterkörper gebildet hat“, es uns dennoch „ermöglicht, eine Art Geschichte von Ryugu zu konstruieren und wie es sich im äußeren Sonnensystem gebildet hat“.

Warum spielt es eine Rolle – Diese Arbeit ist das Ergebnis der Bemühungen des größeren Organisationsteams von Phase Zwei. Nachdem Hayabusa2 den Boden überquert hatte, um seine Nutzlast abzuwerfen, wurden die fünf Gramm Proben, die es mitbrachte, in acht Teams aufgeteilt: Sechs von ihnen führten eine anfängliche spezifische Analyse durch – auf chemische Zusammensetzung, Gestein und sandige Materialien, flüchtige Stoffe, feste und lösliche organische Stoffe – auf Materialien, und zwei weitere große internationale Teams arbeiten daran, die potenzielle wissenschaftliche Wirkung der Proben zu klären.

Im Juni veröffentlichte das leitende Team von Liu und Ito von der Universität Okayama in Westjapan ihre Interpretation der Proben. Sie fanden heraus, dass Ryugu-Schichtsilikate denen von CI-Chondriten ähneln, einer seltenen und sehr primitiven Art von Meteoriten, die hauptsächlich in der Antarktis gesammelt wurden.

Aber weil sie „vielleicht Jahrzehnte, Jahre und Ewigkeiten dort gesessen haben, bevor wir sie aufgegriffen haben“, bemerkt Liu, „hat die Erde eine sehr reaktive Atmosphäre, also werden CI-Chondriten mit der Atmosphäre interagieren.“ Im Vergleich dazu sind Proben von Hayabusa2 „wahrscheinlich das unberührteste Chondritmaterial, das man jemals erhalten kann“.

Das Überleben dieser Elemente aus dem Ryugu-Protolithen mag angesichts der Arbeit einiger anderer Teams noch überraschender sein. Steinanalyse-Team Es veröffentlichte seine vorläufigen Ergebnisse diesen Monat in Wissenschaften, das flüssiges Wasser aus Ryugu enthielt, das in einem Kristall eingeschlossen war. Da Ryugu bei seiner Bildung sowohl gefrorenes Kohlendioxid als auch Wassereis aufnahm, war das flüssige Wasser in der Probe mit Kohlensäure versetzt.

Was kommt als nächstes – ein Ryugu-Kontext ist bereits auf dem Weg zur Erde. Letzten Mai, NASA Osiris Rex Das Raumschiff verließ den Asteroiden Bennu, nachdem es vielleicht ein halbes Pfund Gestein geschaufelt hatte, um seine Reise zurück zur Erde anzutreten. Das war nach OSIRIS-REx Es entstand unerwartet ein 20 Fuß breites Loch in Bennus Seite Das Ergebnis ist, dass es mit viel weniger Kraft zusammenhält, als irgendjemand erwartet hätte.

Wie Ryugu ist Bennu ein relativ ursprünglicher Kohlenstoff-Asteroid, obwohl es sich um einen anderen Typ handelt: Asteroiden vom B-Typ wie Bennu erscheinen etwas blauer als Ryugu und ihre Artgenossen vom Typ C, die rot erscheinen. Aber unabhängig von ihrer Farbe, so der Kosmologe Ito, wird der Fund ähnlich komplexer Kohlenstoffkomponenten in der Probe „uns etwas über die Verteilung organischer Komponenten im Sonnensystem verraten“.

Obwohl es Fragen zu Ryugus Aufbau beantwortet, wirft diese Arbeit auch Fragen darüber auf, wie Ryugu in das Schema primitiverer Asteroiden und Meteoriten passt. Laut Liu glaubt das Team, dass trotz der verschiedenen Klassen, die entstanden sind, um all die verschiedenen Chondrite abzudecken, die im Laufe der Jahre auf der Erde gefunden wurden, „diese Ausgangsmaterialien sehr ähnlich gewesen sein könnten“. „Wir wollen nur ein bisschen provokativ sein, den Topf ein bisschen bewegen und versuchen, das Paradigma zu ändern“, fügte er hinzu.