Szerves molekulákkal teli, agyagszerű szemcséket rejt a Ryugu kisbolygóról visszahozott minta

Támogasd a tudomány népszerűsítését, segítsd a munkánkat!

Szerves molekulákkal teli, sötét, agyagszerű szemcséket hozott a Földre tavaly a japán Hajabusza–2 űrszonda a Ryugu kisbolygóról, derül ki a törékeny minták vizsgálatából. Az 5,4 grammnyi kisbolygótörmelék 2020. december 5-én, a dél-ausztráliai sivatagban landolt, és a kutatók reményei szerint a Naprendszer, a bolygók, illetve az élethez szükséges anyagok létrejöttéről árulkodhat.

A Hajabusza–2 értékes rakományának kezdeti, nem roncsoló elemzését a kutatók most két tanulmányban ismertetik, a Nature Astronomy folyóiratban – az első a Ryuguról származó szemcsék méreteit és tulajdonságait mutatja be, míg a második azok összetételével foglalkozik. A minták és a bennük lévő, nitrogén tartalmú, illetve más, egyszerű szerves molekulák részletes tanulmányozása még csak ezután kezdődhet, évekig tartó kutatási lehetőséget biztosítva a japán és nemzetközi kutatócsoportoknak.

A Hajabusza–2 2018-as felvétele a Ryugu-kisbolygóról.Fotó: JAXA/University of Tokyo

A japán űrügynökség (JAXA) szondája 2018 júniusában ért a földközeli, gyémántalakú Ryugu kisbolygóhoz. A szonda által végzett megfigyelések alapján a kisbolygó széntartalmú, karbonátos kőzetekben gazdag, porózus (azaz relatíve lyukacsos szerkezetű), és eredetileg egy nagyobb kisbolygó része lehetett. A Hajabusza–2 az összesen 16 hónapig tartó vizsgálódása során négy apró leszállóegységet helyezett a 900 méter átmérőjű kisbolygóra, illetve két helyről vett mintát róla. Az egyik egyszerűen a Ryugu felszínéről történt, a másik pedig egy 10 méteres kráter széléről, amelyet a Hajabusza–2 által a kisbolygóba lőtt kis becsapódó egység vájt ki korábban.

Jada Toru, a Szagamiharában található japán űrtudományi intézet (ISAS) kutatója kollégáival együtt feltárta, hogy a Hajabusza–2 által vett 5,4 gramm minta sima és egyenetlen felszínű, és néhány milliméteres vagy kisebb szemcsékből áll. Ezek rendkívül sötétek, a rájuk irányított fény csak 2 százalékát verik vissza, valamint nagyon porózusak. A kutatók szerint a szemcsék mérete, alakja és összetétele igazolja, hogy a kisbolygó elhagyása óta fizikai és kémiai szerkezetük nem változott meg jelentősen. Ugyanakkor a szemcsék kisebbek, mint amire a Hajabusza–2 helyi  megfigyelése alapján várni lehetett, amit más lehetséges folyamatok mellett a minták rázós Földre érkezése okozhatott.

A vizsgálat szerint a szemcséket – még a Ryugunak eredetileg otthont adó nagyobb kisbolygón – víz formálta, összetételüket tekintve pedig szénben és a Ryugu történetéről árulkodó karbonátokban gazdagok. Kiderült az is, hogy a minták nem tartalmaznak kondruláknak nevezett ásványi gömböcskéket, melyek a Naprendszer keletkezésének egyes folyamatait segíthették volna megérteni. A kutatók ez alapján úgy látják, hogy leginkább a CI kondritoknak nevezett meteroritok hasonlítanak a Hajabusza–2 mintáihoz. Ezek a szenes kondritoknak nevezett széntartalmú meteoritok családjába tartoznak, illékony anyagokban és egyszerű szerves molekulákban gazdagok, illetve rendkívül porózusak, így a Föld légkörébe érve legtöbbször széttöredeznek.

A Hajabusza-2 Rover-1 és Rover-2 leszállóegységei által készített felvételek a kisbolygó felszínérőlFotó: JAXA/University of Tokyo/Tóth András

Cédric Pilorget, a franciaországi Orsay-ban található asztrofizikai intézet (IAS) kutatója és kollégái egy másik tanulmányban a szemcséket alkotó anyagokba engedtek mélyebb bepillantást. Ehhez egy MicroOmegának nevezett, francia fejlesztésű, úgynevezett hiperspektrális mikroszkópot használtak. Ez a látható fény és a közeli infravörös tartományokban működik, és minden egyes pixelhez egy spektrumot rendel, így lehetőséget ad a kutatóknak a minta ásványi és molekuláris összetételének megállapítására. Kiderült, hogy a szemcsék nagyrészt víztartalmú szilikátásványokból, filoszilikátokból állhatnak, amelyek egyes típusai az agyagásványok alkotói.

A speciális mikroszkóp Pilorget-nak és munkatársainak megmutatta, hogy a Ryugu víztartalmú szemcséiben nitrogéntartalmú és alifás (ide tartoznak az egyszerű szénhidrogének is, mint a metán vagy az etán) szerves anyagok találhatók. A kutatók szerint ezek és más, a mintában lévő illékony anyagok, mint például a víz, a külső Naprendszerből származnak, és bizonyítják, hogy a Ryugun több milliárd éves, a Naprendszer keletkezése óta szinte kémiailag változatlan anyagok is vannak. A MicroOmegának köszönhetően elég biztosak abban is, hogy a minták jól reprezentálják a Ryugu felszínét, mivel a kapott összetétel nagyrészt egyezik azzal, amit a Hajabusza–2-re szerelt, közeli infravörös tartományú spektrométer mért a kisbolygónál.

A Ryuguról a Földre hozott minták között Pilorget-ék szerint a jelenleg ismert legősibb, laboratóriumban vizsgálható anyagok vannak, legalábbis addig, amíg a NASA OSIRIS-REx űrszondája 2023-ban haza nem érkezik a Bennu kisbolygóról vett, közel két kilogrammnyi mintával. A Ryuguról és Bennuról származó minták együttesen a Naprendszer eredetének körülményeit és évmilliárdok alatti változását tárhatják fel a következő években.

A Qubit szerkesztősége azért dolgozik, hogy a magyar nyilvánosság hiteles, alapos és közérthető tudományos ismeretekhez jusson. Tesszük ezt politikamentesen, közszolgálati hevülettel, száznál több kutató és tudós bevonásával. Égető kérdések, dermesztő válságok és zavaros álhírek sűrűjében igyekszünk tartani a fáklyát immár havi bő hétszázezer olvasónknak. Cikkeink ingyen olvashatók, de nem ingyen készülnek. Segítsd a munkánkat!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: