A Ryugu aszteroida mintáinak előzetes vizsgálata

Szerző: Rezes Dániel

Megtörtént a Japán Űrügynökség (JAXA; Japan Aerospace Exploration Agency) Hayabusa2 küldetése által a 162173 Ryugu aszteroida Földre szállított kőzetanyagának előzetes vizsgálata – számoltak be róla japán, francia, ausztrál, spanyol és angol kutatók közös cikkükben, mely a Nature Astronomy folyóiratban jelent meg. A mintagyűjtés még 2019. február 22-én történt, azonban közel három évbe telt, míg a mintákat a Földre szállították és előkészítették a vizsgálatokra. Ezek az ősi és földi hatásoktól mentes (ellentétben a meteoritokkal) anyagok ritka lehetőséget szolgáltatnak arra, hogy segítségükkel a Naprendszer kezdeti folyamatait vizsgáljuk.

A (162173) Ryugu kisbolygó a Hayabusa2 űrszonda felvételén
Forrás: ISAS/JAXA; CC BY 4.0

A (162173) Ryugu kisbolygó egy C típusú aszteroida, vagyis a Naprendszer egy olyan primitív kiségitestje, mely vízben és szerves vegyületekben gazdagodott, ezáltal bizonyítékot szolgáltat az élet eredetére és kezdeti fejlődésére vonatkozóan. A Ryugu érdekessége emellett, hogy potenciálisan veszélyes aszteroidaként tartják számon, vagyis pályája a Föld pályájához közel kerülhet és méretéből adódóan (~1 km átmérőjével) jelentős méretű kárt okozhat egy becsapódás alkalmával. A kisbolygó nevét a japán „Ryūgū-jō” szóból kapta, mely Sárkány Palotát jelent, a japán népmesék egy mágikus vízalatti épületét. Ebben a történetben egy Urashima Tarō nevű halász egy teknős hátán elutazik a palotába és visszatérve magával hoz egy titokzatos dobozt, úgy ahogy azt a Hayabusa2 is tette az aszteroidáról magával hozott kőzetmintákkal. A 2014. december 3-án útjára bocsájtott Hayabusa2 küldetés számos műszert vitt magával, melyek a távérzékeléses mérésekben és a mintagyűjtésben segítették, valamint négy darab kisméretű rovert, melyek az aszteroida felszínét elemezték és a mintagyűjtés helyszínének környezetét vizsgálták.

A Ryugu aszteroida felszíne a Hayabusa2 űrszonda felvételén
Forrás: JAXA, Chiba Institute of Technology, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Meiji University, University of Aizu, AIST; CC BY 4.0

A minták vizsgálata ebben az első, kezdeti fázisban non-destruktív (roncsolásmentes) módon történt meg (pl. Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópia – FTIR) Japánban és a kőzet olyan jellemvonásait határozták meg a kutatók, mint a szemcseméret-eloszlás, sűrűség, porozitás, valamint különböző spektrális és szöveti tulajdonságok. Mindezek mellett a szakemberek kondrumok és a szenes kondritokban gyakori kalcium-alumínium-gazdag zárványok (Ca-Al-rich inclusions – CAIs) után is kutattak. Ezek az előzetes vizsgálatok kimutatták, hogy a minták agyagásványokat tartalmaznak, ami annak a jele, hogy a kiségitest egykor vizes átalakulást szenvedett el. A mintákban karbonátokat és szerves vegyületeket is azonosítottak. Ezek az összetevők csak kis hőmérséklettartományban stabilak, vagyis az aszteroidán nem történt jelentős mértékű termális metamorfózis. A tulajdonságok nagyban hasonlítanak az igen primitív CI (Ivuna-típusú) szenes kondritok ismertetőjegyeihez, azonban a Ryugu kőzetanyagának sűrűsége sokkal kisebb a nagy porozitás következtében. Utóbbi azt is jelenti, hogy ez az anyag sérülékenyebb, mint az ismert meteoritok, így egy esetleges légköri áthaladás során ezek a kőzetek teljesen elégnének a Föld atmoszférájában. Mivel a légköri áthaladás után csak a legsűrűbb anyagok maradnak meg egy meteoroid anyagából, ezért a Ryugu-ról vett minta reprezentatívabb a primitív naprendszerbeli anyagok összetételére és fizikai jellemzőire nézve, mint a napjainkig vizsgált bármely meteorit.

Mikroszkópi kép a Hayabusa2 egyik mintakamrájában található kőzetanyagról (Yada et al. 2021)

Az előzetes vizsgálatok segítséget nyújtanak a kutatóknak a részletesebb vizsgálatok megtervezésében. Ez azért fontos, mert az elkövetkező vizsgálatok már destruktív (roncsolásos) módon történnek, melyek felemésztik ezeknek a nagyon fontos és értékes mintáknak egy részét. Egy nemzetközi megállapodás részeként a minták 10 százalékát a NASA kapta meg. Ez az amerikai-japán együttműködés az egymástól függetlenül elvégzett vizsgálatok eredményeinek összehasonlítását és ellenőrzését teszi lehetővé. A megállapodás keretében a JAXA a Ryugu mintáiért cserébe megkapja a NASA OSIRIS-Rex küldetése során a Bennu aszteroidáról gyűjtött minták egy hányadát 2023-ban, a minták megérkezését követően. A vizsgálatokat nagy várakozás övezi, mivel fényt deríthetnek a víz eredetére és a Naprendszer korai időszakának viszonyaira.

Források:
[1] https://www.lpi.usra.edu/planetary_news/2022/01/18/rock-and-dust-plucked-from-asteroid-ryugu-primitive-hydrated-and-porous/
[2] Yada, T., Abe, M., Okada, T., Nakato, A., Yogata, K., Miyazaki, A., … & Tsuda, Y. (2021). Preliminary analysis of the Hayabusa2 samples returned from C-type asteroid Ryugu. Nature Astronomy, 7 p.
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/162173_Ryugu
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Hayabusa2
[5] https://solarsystem.nasa.gov/missions/hayabusa-2/in-depth/