Tajemnica asteroidy Bennu wreszcie rozwiązana! Naukowcy odkryli jej kosmicznych krewnych!
Asteroida Bennu okrąża Słońce raz na 1,2 roku i co sześć lat zbliża się do Ziemi na odległość około 300 tys. kilometrów. NASA wykorzystała tę możliwość do pobrania materiału z jej powierzchni. W 2023 roku sonda OSIRIS-REx zebrała próbki asteroidy, które następnie trafiły do naukowców zajmujących się badaniem jej składu i pochodzenia.
23 września pojemnik z próbkami wylądował na pustyni w stanie Utah. Znajdowało się w nim około 120 gramów materiału z Bennu. Część próbek, ważąca pół grama, trafiła do Politechniki Federalnej w Zurychu, gdzie zajął się nią zespół Marii Schönbächler, profesor geochemii izotopów. Badania zostały już zakończone, a ich wyniki opublikowano w czasopiśmie „Science Advances”. Analizy ujawniły charakterystyczny skład izotopowy minerałów Bennu i dostarczyły nowych informacji na temat warunków, w jakich powstawał Układ Słoneczny.
Bennu, Ryugu i meteoryty CI mają wspólne pochodzenie
Naukowcy z ETH przeanalizowali izotopy żelaza, tytanu i chromu. Są to atomy tego samego pierwiastka, które różnią się nieznacznie masą. Ich proporcje tworzą charakterystyczną sygnaturę, którą można wykorzystać do badania pochodzenia, a w pewnym stopniu także wieku materiału.
Pomiary wykazały, że tytan i żelazo są równomiernie rozłożone w materiale Bennu. Analiza wskazuje również na bliskie pokrewieństwo asteroidy z planetoidą Ryugu oraz meteorytami CI – rzadką na Ziemi klasą prymitywnych, bogatych w węgiel ciał skalistych.
Wszystkie trzy grupy obiektów mają podobną sygnaturę izotopową, co wskazuje, że powstały z tego samego źródła pyłu kosmicznego. Jednocześnie ich skład izotopowy wyraźnie różni się od innych znanych planetoid, grup meteorytów i planet. Dotychczas naukowcy zakładali, że asteroidy takie jak Bennu powstały w zewnętrznych rejonach Układu Słonecznego, prawdopodobnie w obszarze, w którym formowały się komety. Nowe dane podważają ten scenariusz.
Najbardziej prawdopodobna hipoteza zakłada, że Bennu, Ryugu i meteoryty CI powstały w pobliżu linii lodu wodnego, czyli granicy, w której para wodna zamarza. Około 4,5 mld lat temu, gdy kształtował się Układ Słoneczny, materia z jego wewnętrznych i zewnętrznych obszarów mieszała się w tym rejonie. Lód mógł działać jak „klej”, łącząc najdrobniejsze cząsteczki pyłu.
– Bennu jest hybrydą: materiał nie pasuje jednoznacznie ani do wewnętrznej, ani do zewnętrznej części Układu Słonecznego – powiedział Schönbächler.
Jak dodaje, asteroida nosi cechy obu regionów i powstała w strefie, w której mieszały się przepływy materiału z obu części młodego Układu Słonecznego.
Jowisz mógł odegrać kluczową rolę w powstaniu Bennu
Maria Schönbächler i jej współautorzy proponują scenariusz, w którym istotną rolę w powstaniu Bennu, Ryugu i meteorytów CI odegrał Jowisz. Gazowy olbrzym uformował się bardzo wcześnie, w ciągu pierwszego miliona lat po narodzinach Słońca, z obłoku pyłu pod wpływem sił grawitacyjnych.
Wokół młodej gwiazdy powstał dysk pyłu i gazu, zawierający również lód wodny. To właśnie w nim w procesie akrecji formowały się planety i asteroidy.
Ze względu na szybki wzrost Jowisz mógł działać jak bariera w dysku. Blokował większość większego materiału, podczas gdy drobny pył z różnych obszarów dysku mógł go opływać i mieszać się w strefie przejściowej w pobliżu granicy lodu wodnego. W tym regionie miały następnie powstać prekursory Bennu, Ryugu i meteorytów CI.
Taki scenariusz wyjaśnia również bogactwo Bennu w wodę. Lód w tym obszarze odparowywał, a część pary wodnej ponownie się skraplała w miejscu formowania asteroidy. Jednocześnie wpływ Jowisza mógł sprawić, że Bennu powstała przede wszystkim z drobnego pyłu.
– Bennu może dać nam najlepszy wgląd w pierwotną mieszankę pierwiastków chemicznych, z których ostatecznie zbudowano planety skaliste – stwierdza Schönbächler.
Bennu jest bardzo pierwotną planetoidą. Jej materiał pochodzi z czasów narodzin Układu Słonecznego, około 4,5 mld lat temu, i od tego czasu uległ niewielkim zmianom. Analizy geochemiczne pozwalają lepiej zrozumieć, jak powstał Układ Słoneczny i w jakich warunkach formowały się planety. Ze względu na bogactwo wody i materii organicznej Bennu może dostarczyć również informacji dotyczących tego, w jaki sposób młoda Ziemia pozyskała składniki niezbędne do powstania życia.
Naukowcy chcą teraz sprawdzić, czy inne planetoidy mają taką samą sygnaturę izotopową jak Bennu i Ryugu. Nie jest również jasne, w jakim stopniu młody Jowisz przyczynił się do skupienia w określonym regionie przede wszystkim drobnych cząsteczek pyłu.
Analizy materiału z Bennu zostały zakończone. Kolejnym interesującym dla zespołu materiałem mogą być próbki z Fobosa, księżyca Marsa, które mają zostać sprowadzone na Ziemię w ramach japońskiej misji. Maria Schönbächler zamierza ubiegać się o możliwość przeprowadzenia ich analizy w swoim laboratorium. Kapsuła z materiałem z Fobosa ma wrócić na Ziemię w 2031 roku.
Źródło: ETH w Zurychu
Czytaj też: Próbka z planetoidy Bennu. Ujawnia życie poza Ziemią?
Grafika tytułowa: NASA Hubble Space Telescope / Unsplash
