Asteroidenanalyse enthüllt unerwartete Hinweise auf Mini-Ozean und Karbonisierung

Asteroiden sind viele Dinge – Dinosaurierkiller, Aufzeichnungen aus den Anfängen des Sonnensystems, Ziele für die planetarische Verteidigung – aber sie sollen keine Wasserwelten sein. Recht?

Nun, zumindest nicht in diesen Tagen. Aber in den frühen Tagen der Entstehung des Sonnensystems war Ryugu, das rautenförmige Ziel der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) Hayabusa2 Mission – hatte einen kleinen Ozean in sich.

Bevor er der Asteroid war, der er heute ist, zeigt eine hochpräzise Isotopenanalyse, dass er Teil eines größeren, älteren Elternteils war, bevor er bei einer Kollision zerstört wurde. Noch überraschender ist jedoch, dass es in diesem kleinen Ozean einigen trockenen Silikaten des ursprünglichen Mutterasteroiden gelungen ist, unverändert zu überleben. Ein neuer Artikel von einem der Kuratorenteams von Hayabusa erschienen diesen Monat in natürliche Astronomie kommt zu dem, was sie über die Zusammensetzung von Ryugus Eltern und Asteroiden von den Anfängen des Sonnensystems zeigen.

WAS IST LOS – 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 winziger Körner handelt, wurde jedes mit einem eigenen Namen und einer eigenen Nummer gekennzeichnet. In diesem Fall basierte die Analyse des Teams auf nur einem solchen Partikel, C0009.

Reden mit UmkehrenIsotopenkosmochemiker Ming Chang Liu von der UCLA erklärt, dass C0009 besonders interessant war, weil es „sich durch eine geringe Menge an wasserfreien Silikaten auszeichnet“, das heißt, es enthält sauerstoffangereicherte Mineralien, die von Wasser unbeeinflusst sind, inmitten einer durch H2O stark veränderten Probe.

Ryugus Zusammensetzung wurde durch das darin enthaltene flüssige Wasser erheblich verändert. Obwohl sie sich tief im kalten äußeren Sonnensystem bildeten, sammelten sich Wasser und Kohlendioxideis im Protolithen, der Ryugus Vorläufer mit kurzlebigen radioaktiven Isotopen darstellte. Als diese radioaktiven Gesteine ​​das Eis um sie herum erwärmten, bemerkte Liu, „begannen sie innerhalb des Mutterkörpers zu schweben“ – und verwandelten im Laufe der Zeit die Silikate und das Pyroxin, aus denen Ryugus Vorgänger bestand, in wasserhaltige Phyllosilikate.

Die verbleibenden wasserfreien Silikate geben dem Team dann einen Hinweis darauf, wie andere Materialien im frühen Sonnensystem ausgesehen haben könnten, bevor sie in den winzigen Ozean von Ryugu stürzten. Und die Materialien ähneln den ersten Materialien, die in der Photosphäre der Sonne gebildet wurden. Sauerstoffisotope in der Probe, mit der das Team arbeitete, zeigen, dass der Asteroid amöboide Olivin- und magnesiumreiche Chrondren enthält, die direkt aus dem Sonnennebel inkorporiert wurden.

Motoo Ito, Kosmochemiker bei Japans Agency for Marine and Earth Science Technology und Mitglied des erweiterten Phase-2-Teams, war – zusammen mit Liu und anderen – Hauptautor von eine Untersuchung der unberührten Partikel von Ryugudie zeigen, wie CI-Meteoriten auf der Erde durch unsere eigene viel volatilere Umgebung modifiziert wurden.

Reden mit UmkehrenIto merkt an, dass das Wissen um die chemische Zusammensetzung „uns nicht sagt, wo sich der Mutterkörper gebildet hat“, es uns aber „immer noch erlaubt, eine Art Geschichte von Ryugu zu konstruieren, wie es sich im Sonnensystem gebildet hat. extern“.

WARUM IST ES WICHTIG – Diese Arbeit ist das Ergebnis der Bemühungen des größten Naturschutzteams in Phase 2. Nachdem Hayabusa2 die Erde passiert hatte, um seine Fracht zu deponieren, wurden die fünf Gramm Proben, die es zurückbrachte, auf acht Teams aufgeteilt: sechs führten spezifische Anfangsanalysen durch – von chemischer Zusammensetzung, steinige und sandige Materialien, flüchtige Stoffe, feste und lösliche organische Stoffe – auf den Materialien, und zwei weitere große internationale Teams, die daran arbeiten, die potenziellen wissenschaftlichen Auswirkungen der Proben zu klären.

Im Juni veröffentlichte das größere Team von Liu und Ito, das an der Universität Okayama in Westjapan ansässig ist, seine Interpretation der Proben. Sie fanden heraus, dass Ryugus Phyllosilikate denen ähneln, die in CI-Chondriten gefunden wurden, einer seltenen und sehr primitiven Art von Meteoriten, die hauptsächlich in der Antarktis gesammelt wurden.

Aber weil sie „jahrzehntelang dort gesessen haben könnten, Jahre, Ewigkeiten, bevor wir sie aufgegriffen haben“, bemerkt Liu, „hat die Erde eine sehr reaktive Atmosphäre, so dass CI-Chondritenmaterialien mit der Atmosphäre interagieren werden“. Im Vergleich dazu sind die Proben von Hayabusa2 „wahrscheinlich das unberührteste Chondrit-Material, das Sie jemals bekommen können“.

Das Überleben dieser Elemente des Ryugu-Protolithen ist angesichts der Arbeit einiger anderer Teams vielleicht sogar noch überraschender. Das Stony Analytics-Team veröffentlichten ihre ersten Ergebnisse diesen Monat in Wissenschaft, das flüssiges Ryugu-Wasser enthielt, das in einem Kristall eingeschlossen war. Da Ryugu bei seiner Bildung sowohl gefrorenes Kohlendioxid als auch Wassereis aufnahm, war das in der Probe gefundene flüssige Wasser mit Kohlensäure versetzt.

WAS KOMMT NÄCHSTES – Ein Teil von Ryugus Hintergrund ist bereits auf dem Weg zur Erde. Letzten Mai, NASA OSIRIS-REx Das Raumschiff verließ den Bennu-Asteroiden, nachdem es vielleicht ein halbes Pfund Gestein aufgenommen hatte, um seine Reise zurück zur Erde anzutreten. Es war nach OSIRIS-REx traf unerwartet einen 20 Fuß breiten Krater in der Seite von Bennu – aufgrund der Tatsache, dass es viel weniger fest gehalten wird als beabsichtigt.

Bennu ist wie Ryugu ein relativ unberührter kohlenstoffhaltiger Asteroid, obwohl es sich um einen anderen Typ handelt: Asteroiden vom B-Typ wie Bennu sehen etwas blauer aus als Ryugu und seine Kameraden vom Typ C, die rötlich aussehen. Aber unabhängig von ihrer Farbe, so der Kosmochemiker Ito, wird der Fund ähnlich komplexer Kohlenstoffverbindungen in der Probe „uns etwas über die Verteilung organischer Verbindungen im Sonnensystem verraten“.

Während es Fragen zu Ryugus Zusammensetzung beantwortet, wirft diese Arbeit auch Fragen darüber auf, wie Ryugu in das Muster der primitivsten Asteroiden und Meteoriten passt. Laut Liu glaubt das Team, dass trotz der verschiedenen Kategorien, 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 wenig rühren, versuchen, das Paradigma zu ändern“, fügte er hinzu.