Asteroidas Bennu aplink Saulę apsisuka kartą per 1,2 metų ir kas šešerius metus priartėja prie Žemės, praskrisdamas maždaug 300 000 kilometrų atstumu. NASA pasinaudojo šia proga, kad surinktų medžiagos iš šio dangaus kūno. 2023 m. per įspūdingą operaciją JAV kosmoso agentūra savo zondu „OSIRIS-REx“ surinko mėginius iš asteroido Bennu paviršiaus.
Rugsėjo 23 d. mėginių konteineris nusileido Jutos dykumoje, pargabendamas apie 120 gramų medžiagos iš Bennu. Iš ten nedidelė, bet labai vertinga dalis buvo nugabenta į Ciuricho federalinį technologijos institutą: izotopų geochemijos profesorė Maria Schönbächler gavo pusę gramo tyrimams. Tyrėjos laboratorija nedelsdama pradėjo mėginių analizę.
Dabar tyrimai jau baigti, o jų rezultatai ką tik paskelbti žurnale „Science Advances“. Ir jie ne tik atskleidžia Bennu mineralų cheminį „piršto atspaudą“, bet ir suteikia naujų įžvalgų apie mūsų Saulės sistemos susidarymą.
Susiję straipsniai
„Pirštų atspaudas“ ir artimi giminaičiai
ETH mokslininkai ištyrė geležies, titano ir chromo izotopus. Izotopai – tai to paties elemento atomai, kurių masė šiek tiek skiriasi. Kartu jie sudaro savitą „piršto atspaudą“, kurį mokslininkai gali panaudoti asteroido kilmės ir (tam tikru mastu) amžiaus nustatymui.
Šie matavimai rodo, kad titanas ir geležis yra tolygiai pasiskirstę visame Bennu. Jie taip pat atskleidžia, kad Bennu turi keletą artimų giminaičių: asteroidą Ryugu ir vadinamuosius CI meteoritus – primityvių, anglies turtingų uolinių kūnų klasę, kuri Žemėje randama labai retai. Visi trys dangaus kūnai turi panašų izotopinį „piršto atspaudą“, o tai rodo, kad jie susiformavo iš to paties kosminės dulkių telkinio. Be to, savo izotopine sudėtimi jie žymiai skiriasi nuo kitų žinomų asteroidų, meteoritų grupių ir planetų.
Kur ir kaip susiformavo Bennu?
Iki šiol mokslininkai manė, kad tokie asteroidai kaip Bennu susiformavo Saulės sistemos išoriniuose regionuose – galbūt toje pačioje vietoje, kur susiformavo kometos. Nors jie laikėsi nuomonės, kad Bennu mūsų Saulės sistemos evoliucijos eigoje susiformavo palyginti vėlai, nauji duomenys prieštarauja abiem šioms idėjoms.
Labiausiai tikėtinas scenarijus yra toks, kad Bennu, Ryugu ir CI tipo meteoritų susidarymo vieta buvo netoli vandens ir ledo ribos. Ši riba žymi tašką, kuriame vandens garai užšąla. Čia, prieš 4,5 milijardus metų, kai Saulės sistema dar tik formavosi, susimaišė medžiagos iš jos vidinių ir išorinių sričių. Ledas savo ruožtu veikė kaip savotiški klijai, sujungdamas smulkiausias dulkių daleles.
NASA nuotr.
„Bennu yra hibridas: jo medžiaga aiškiai neatitinka nei vidinės, nei išorinės Saulės sistemos medžiagos“, – sako M. Schönbächler. Asteroidas turi abiejų sričių bruožų – ir susiformavo tam tikroje zonoje, kur susimaišė medžiagos srautai iš abiejų sričių.
Nauji scenarijai
M. Schönbächler ir jos tyrimo bendraautoriai siūlo tokį scenarijų: jie Jupiteriui priskiria pagrindinį vaidmenį šių dangaus kūnų susidaryme. Šis dujų milžinas susiformavo labai ankstyvoje stadijoje – per milijoną metų nuo mūsų Saulės gimimo iš dulkių debesies gravitacinių jėgų veikimu. Aplink centrinę žvaigždę susiformavo apvalus dulkių ir dujų diskas, kuriame buvo ir vandens ledo, o jo viduje akrecijos proceso metu susiformavo planetos ir asteroidai.
Dėl savo sparčios plėtros Jupiteris šiame diske veikė kaip savotiška tilto atrama: jis sulaikė didžiąją dalį stambios medžiagos, o smulkios dulkės iš įvairių aplink diską skriejančių sričių tekėjo aplink jį ir tolygiai susimaišė pereinamojoje zonoje prie vandens ledo ribos. Vėliau šiame regione susiformavo Bennu, Ryugu ir CI meteoritų pirmtakai.
Saulės dulkės ir ledas
Šis scenarijus taip pat paaiškina, kodėl Bennu sudėtyje gausu vandens: netoliese buvęs ledas išgaravo, o dalis vandens garų vėl kondensavosi būtent toje srityje, kur susiformavo Bennu. Tuo pačiu metu Jupiterio apsauginis poveikis užtikrino, kad Bennu susiformuotų daugiausia iš smulkių dulkių. Tai paaiškina, kodėl asteroido medžiaga chemiškai taip panaši į Saulės medžiagą: smulkios dulkės, skriejusios diske aplink jauną Saulę, buvo kruopščiai sumaišytos – šiek tiek panašiai kaip smulkios dulkės namuose, kurios laikui bėgant tiesiog pasklinda visur.
„Bennu gali suteikti mums geriausią galimybę pažvelgti į pirminį cheminių elementų mišinį, iš kurio galiausiai susiformavo Žemės tipo planetos“, – teigia M. Schönbächler. Bennu medžiaga siekia mūsų Saulės sistemos susidarymo laiką, maždaug prieš 4,5 milijardus metų, ir nuo tada beveik nepasikeitė.
Atlikdami Bennu geocheminę analizę, mokslininkai gilina mūsų supratimą apie tai, kaip susiformavo mūsų Saulės sistema ir kokiomis sąlygomis susiformavo planetos. Kadangi asteroidas yra turtingas vandeniu ir organinėmis medžiagomis, jis taip pat suteikia svarbių atsakymų į klausimą, kaip jaunoji Žemė įgijo gyvybės sudedamąsias dalis.
Marso mėnulio medžiaga
„Dabar mums įdomu, ar kiti asteroidai turi tokią pačią izotopinę sudėtį kaip Bennu ir Ryugu“, – sako M. Schönbächler. Taip pat lieka neaišku, kokiu mastu jaunas Jupiteris prisidėjo prie to, kad susiformavo tik smulkios dulkių dalelės. Tolimesni tyrimai padės išsiaiškinti šią situaciją.
Bennu medžiagos analizės jau baigtos. ETH profesorė dabar nekantriai laukia Japonijos misijos į Marso palydovą Fobą, kurios tikslas – pargabenti mėginius ir kuri turėtų startuoti šių metų spalio pabaigoje. „Būtų įdomu gauti ir šią medžiagą, kad galėčiau ją ištirti savo laboratorijoje“, – sako ji. Tyrėja ketina kreiptis į Japonijos kosmoso agentūrą JAXA, tačiau jai prireiks nemažai kantrybės: kapsulė su Fobo medžiaga į Žemę turėtų sugrįžti tik 2031 metais.
Parengta pagal ETH.