A Ryugu anyaga
(Rovat: Távoli világok kutatói, Japán: a Hayabusa űrszonda - 2022.07.09 07:15.)

A Ryugu kisbolygóról származó anyag átfogó elemzését végző kutatók érdekes eredményekre jutottak a Naprendszer keletkezéséről és fejlődéséről.

A 162173 Ryugu kisbolygóról a Japán Űrügynökség (LAXA) Hayabusa–2 űrszondája vett mintát, a mintegy 5,4 gramm tömegű kozmikus anyag 2020 decemberében érkezett meg a Földre. Az Okajama Egyetem kutatói a minta 16 szemcséjének elemzését végezték el. A minták elemösszetételét és izotópjait vizsgálva megállapították, hogy a preszoláris ősköd eddig ismert legősibb anyagához jutottak hozzá, és a szerves anyagok egy része vélhetően a Naprendszer keletkezése előtti időből származik. A szerves anyagok között aminosavakat is azonosítani tudtak. A Ryugu-minták kémiai és fizikai bizonyítékokat szolgáltattak arra, hogy a Ryugu a külső Naprendszer egy nagyobb, legalább többször tíz kilométeres, jeges égitestjéből származik, amelyen folyékony víz jelenlétében bonyolult kémiai reakciók zajlottak le, és változtatták meg a kémiai sajátosságokat. Később ez a jeges test az üstökösmagokra jellemző, több kilométeres nagyságú darabokra szakadt. A szóban forgó töredék a jég szublimációja nyomán alakult át azzá a száraz és porózus aszteroidává, amilyennek a Ryugut ma megfigyelhetjük. Felületét és annak fényvisszaverő tulajdonságait (albedóját) a továbbiakban a Napból és a távoli csillagokból eredő kozmikus sugárzás részecskéinek becsapódása, a világűrbeli erózió alakította.

A vizsgálatok jelentőségét növeli, hogy a C típusú kisbolygók (mint amilyen a Ryugu) általában nagyon sötét színűek, ezért a földi távcsövekkel nehezen vizsgálhatók, összetevőik nehezen azonosíthatók. Az Okajama Egyetemen végzett vizsgálatok eredményeit az eredeti, a Proceedings of the Japan Academy, Series B folyóiratban megjelent tudományos publikáció mutatja be, azokat a az egyetem közleményéből átvett ábrák alapján ismertetjük.

A Ryugu-minta néhány szemcséjének külső megjelenése. A szemcsék matt fekete felületűek, finom repedések láthatók, a szemcsék anyagába ásványok aggregátumai és idiomorf kristályok ágyazódnak. Később a szemcséket feldarabolták. (Kép: Okajama Egyetem)

A szemcsék belsejében fagyás és olvadás nyomait találták, a finomszemcsés anyagba durvább szemcsék ágyazódnak. Az ásványok többsége vizes szilikát, azaz agyagásvány, amelyek a vizet nem tartalmazó szilikátokból folyékony víz jelenlétében jöhettek létre. Mindez azt bizonyítja, hogy az égitest történetében előfordultak hidegebb és melegebb időszakok, utóbbiakban a jég megolvadt. (Kép: Okajama Egyetem)

A magnetitben (vas-oxid) előforduló mangán és króm vizsgálata, illetve a dolomit (kalcium-magnézium-karbonát) ásványok elemzése alapján megállapították, hogy az ásványok víz jelenlétében történő átalakulása a Naprendszer keletkezése után mintegy 2,6 milliárd évvel volt a legintenzívebb. (Kép: Okajama Egyetem)

Az előzőekből következően a Ryuguról származó anyagban a Naprendszer történetének nagyon korai időszakában jelen lehetett a víz, amelyet olyan radioaktív elemek bomlásából származó hő olvasztott meg, amely elemek viszonylag rövid felezési idejűek, ezért mostanra (kb. 5 milliárd év alatt) gyakorlatilag teljes egészében elbomlottak. Miután a radioaktív elemek nagyobb része elbomlott, az égitest hűlni kezdett, a víz ismét megfagyott. (Kép: Okajama Egyetem)

A jelenlegi Ryugu kialakulásához vezető folyamatok áttekintése. A kisbolygó króm-, kalcium- és oxigénizotópokat tartalmaz, ami azt jelzi, hogy megőrizte a protoszoláris köd legősibb anyagát. A víz jelenléte és a belső Naprendszerre jellemző anyagok hiánya arra utal, hogy az égitest anyaga a Naprendszer történetének nagyon korai időszakában tömörült össze. (Kép: Okajama Egyetem)

Ahhoz, hogy egy kőzetekből és jégből álló testben a radioaktív elemek bomlási hője hatására a jég megolvadjon, az égitestnek legalább néhányszor tíz km átmérőjűnek kell lennie. Ebből következik, hogy a Ryugu valaha egy nagyobb égitest, úgynevezett planetezimál része volt. Mai ismereteink szerint a jeges planetezimálok az üstökösök forrásai, miután ütközéseik hatására feldarabolódnak. Ha a Ryugu ősének számító planetezimál akkor darabolódott fel, amikor a bomlás gyengülése miatt a víz megfagyott, akkor a Ryugunak a bolygók perturbáló hatására be kellett látogatnia a Naprendszer belső térségébe, ahol számottevő mértékű szublimáció következett be, az illékony anyagok megszöktek. Egy korábbi tanulmány szerint az okozhatta a Ryugu forgásának felgyorsulását és jellegzetes, búgócsiga alakjának kialakulását. (Kép: Okajama Egyetem)