Asteroīda 'Ryugu' paraugi pamazām sāk atklāt noslēpumus par Saules sistēmas pagātni

Pats aizraujošākais ir – šie pētījumi vedina domāt, ka esam pavisam tuvu brīdim, lai varētu atbildēt uz jautājumu, vai ūdens un organiskas molekulas, kas ļāva uz Zemes attīstīties dzīvībai, tiešām šeit ieradās ar asteroīdiem.

Misijas zonde "Hayabusa 2" riņķoja orbītā ap "Ryugu" apmēram 18 mēnešus laika posmā no 2018. gada jūnija līdz 2019. gada novembrim, uz Zemi nosūtot gan fascinējošos fotouzņēmumus, gan datus par šo objektu. Viens no misijas svarīgākajiem mērķiem bija ievākt paraugus no asteroīda virsmas, un tam bija nepieciešami divi visai sarežģīti izpildāmi manevri. Katrs no tiem bija nedaudz atšķirīgs un piemērots paraugu ievākšanai no dažādiem asteroīda virsmas slāņiem.

Pirmajā manevrā zonde asteroīdā burtiski iešāva nelielu lodi un savāca trieciena rezultātā pacēlušos virsmas putekļus. Otrs manevrs bija jaudīgāks un asteroīda virsmā izsita nelielu krāterīti, no kura arī paņemti paraugi no dziļāka slāņa. Tas ir būtiski, jo šis materiāls nebija ilgstoši pakļauts apkārtējai videi kā asteroīda virsējā slāņa materiāls.

Kopumā "Hayabusa 2" ievāca 5,5 gramus materiāla – aptuveni vienu tējkaroti asteroīda gabaliņu un putekļu. Neizklausās pārāk daudz, taču arī šajā paraugā ir vairāki tūkstoši atsevišķu graudiņu, un katrs no tiem laboratorijās uz Zemes ar speciālām iekārtām var tikt analizēts atsevišķi.

"Ryugu" ir C tipa asteroīds – tie ir tumši, ar oglekli un ūdeni bagāti asteroīdi. Kas ir pats būtiskākais – tie ir saglabājuši savu primitīvo sastāvu kopš Saules sistēmas rašanās laikiem. Tiesa, tas gan nenozīmē, ka šie asteroīdi laika gaitā nemaz nav izmainījušies. Oglekļa hondrīti ir viens no uz Zemes atrasto meteorītu tipiem. Tiek uzskatīts, ka tie ir tieši šādu C tipa asteroīdu paliekas, un tiem piemīt vairākas pazīmes, kas liecina par materiāla izmaiņām šķidrumu ietekmē.

Tiek uzskatīts, ka šie objekti izveidojušies asteroīdu joslas tālākajos nostūros un satur iežus, sajauktus ar ledu. Daļa ledus laika gaitā izkususi un rezultātā radušies mālaini minerāli un karbonāti (sāļi). Viens no "Hayabusa 2" misijas mērķiem bija izpētīt saikni starp C tipa asteroīdiem un oglekļa hondrītiem. Vai C tipa asteroīdi tiešām ir šī tipa meteorītu "vecāki"?

Šis jautājums ir būtisks, jo pastāv iespēja, ka tieši ar oglekļa hondrītiem uz Zemes nonācis gan ūdens, gan organiskās molekulas, kas attiecīgi padarījis iespējamu dzīvības rašanos.

Tā kā "Hayabusa 2" ievāktie paraugi ir neaizvietojami, vispirms analīze tika veikta ar neinvazīvām un nedestruktīvām metodēm un novērojumiem. Tikai pēc tam seko sarežģītāka analīze, kuras veikšanai paraugi īpaši jāsagatavo un jāapstrādā. Šī izpētes daļa vēl norisinās.

Kādi ir sākotnējie rezultāti? "Hayabusa 2" zonde spēja noteikt "Ryugu" aptuveno blīvumu – tas ir 1,190 kilogrami kubikmetrā. Apmēram tāds arī tika prognozēts, jo tiek pieņemts, ka "Ryugu" ir burtiski "gružu čupa", kas saķērusies kopā gravitācijas ietekmē. Arī "Ryugu", kā lielākā daļa asteroīdu, ir ļoti porains, tajā starp komponentiem ir ļoti daudz tukšuma.

Taču pārsteidzoši bija tas, ka arī ievāktā parauga blīvums ir līdzīgi zema blīvuma – ap 1300 kilogramiem kubikmetrā. Tas bija negaidīti, jo tika prognozēts, ka materiāla ievākšanas procesā tukšās poras materiālā kolapsētu, un tiktu ievāktas blīvākas daļiņas. Šīs daļiņas tostarp arī vēl tiktu krietni pakratītas gan atceļā, gan kapsulai ieejot atpakaļ Zemes atmosfērā. Materiāla blīvums ir arī daudz mazāks par blīvumu, kas ir augstāk minētajiem meteorītiem, par kuriem uzskatīts – to izcelsme ir "Ryugu" līdzīgi asteroīdi.

Pētījuma autori min divus iespējamos savstarpēji saistītus iemeslus, kas varētu pie šī novest. Meteorīti, kas galu galā nonāca uz Zemes, no sava asteroīda atšķelti trieciena rezultātā. Šo materiālu, atšķirībā no "Hayabusa 2" ievāktā materiāla, nepasargāja speciāla kapsula, tāpēc ugunīgais ceļš cauri Zemes atmosfērai pamatīgi izmainījis šos objektus, tostarp liekot tiem arī sadalīties gabalos. Tādējādi meteorīti, kas nokrituši uz Zemes, pārcietuši vēl vismaz vienu papildu notikumu, kas varēja izmainīt to kompozīciju un samazināt porainību. Ir arī, protams, iespējams, ka "Ryugu" satur vairāk zema blīvuma materiālu, piemēram, organiskas molekulas, nekā uz Zemes atrastie oglekļa hondrīti.

Tas ir ļoti svarīgi, jo vedina domāt, ka paraugos no "Ryugu" varētu būt saglabājies tāds materiāls, kura oglekļa hondrītos vairs nav un kuru neesam līdz šim varējuši izpētīt. Šādu paraugu izpēte ir iespēja uzzināt vairāk par tiem "būvmateriāliem", kas bija nepieciešami dzīvībai.

Daudziem "Ryugu" materiāla graudiņiem veikta arī spektroskopiskā analīze – vienkārši skaidrojot, tā ir metode, kad uz paraugu spīdina virsū gaismu un pēc tam fiksē un interpretē atstarotās gaismas spektru (tas ļauj gūt priekšstatu par, piemēram, materiāla ķīmisko sastāvu). Šī metode neprasa īpašu parauga sagatavošanu un nav destruktīva, kā arī ļauj tieši savā starpā salīdzināt gan no virsmas, gan no dziļākā krātera otrajā piegājienā iegūtos paraugus.

Kā jau tika sagaidīts, abos piegājienos iegūto paraugu spektrs ir visai līdzīgs ar paša asteroīda virsmas spektru (analīzi veica zonde – tā aprīkota ar spektrometru). Visi paraugi satur hidroksīdus. Laboratorijā veiktā un daudz detalizētākā analīze atklāja papildu īpašības, piemēram, komponentu ar slāpekli sastāvā. Pētnieki spriež, ka tas varētu būt gan no organiska materiāla, kas bagāts ar slāpekli, gan no māla minerāliem ar amonjaku sastāvā. Taču pagaidām vēl nav zināms, cik daudz organisku sastāvdaļu paraugos varētu būt kopumā. Tam būs nepieciešamas analīzes ar citām metodēm.

Pētnieki tostarp atrada arī lielu karbonāta graudiņu (aptuveni pusmilimetra izmērā), kas, šķiet, ir bagāts ar dzelzi – visai tipiski šādiem objektiem.

Šī ir tikai sākotnēja izpēte. Abas publikācijas pasaka mums divas lietas. Pirmkārt, materiāls no "Ryugu" tik tiešām ir primitīvs un gana atšķirīgs no materiāla uz Zemes atrastajos meteorītos, lai liktu padomāt vēlreiz, cik reprezentatīvu un precīzu priekšstatu par asteroīdiem varam gūt, pētot šeit atrastos meteorītus. Iespējams, būs jāmaina arī daži aspekti mūsu pašreizējos uzskatos par agrīno Saules sistēmas vēsturi.

Otrkārt, šie pētījumi mūs – labi, mani! – mudina vēl vairāk uzzināt par šo nenovērtējamo paraugu. Es ar nepacietību gaidu nākamos pētījumus par "Ryugu" paraugiem, vēl jo vairāk gaidu iespēju tos izpētīt pati.

Paldies, Japānas Kosmosa aģentūra un "Hayabusa 2" komanda! Jūs vismaz vienai planētu pētniecei šī sarežģītā gada izskaņā sagādājāt lielu prieku, kā arī daudz lietu, kuras ar nepacietību gaidīt 2022. gadā.

--

Šis raksts ir pārpublicēts no "The Conversation" saskaņā ar "Creative Commons" licenci. Visu rakstu oriģinālvalodā vari izlasīt vietnē "The Conversation".

Raksta autore ir Monika Greidija – pazīstama planētu un asteroīdu pētniece, Britu Impērijas ordeņa komandiere, planētu zinātnes pasniedzēja "The Open University".