Ryugu örneklerinden elde edilen yeni bilgiler, güneş sistemindeki katı malzemelerin standart temel bileşimlerinin yeniden tanımlanmasına katkıda bulunabilir.
Dünya’ya yakın asteroit Ryugu’dan alınan doğrudan örnekler, bilim insanlarına erken güneş sisteminin dış bölgelerindeki katı maddenin ham maddelerine bir bakış sağlıyor.
Antik Yunanistan’dan bu yana, insanlar güneş sistemi tarafından büyülendi. Bununla birlikte, Japon araştırmacılar artık güneş sisteminin gelişimi hakkında Ptolemy, Galileo ve Copernicus gibi daha önceki bilim adamlarının ancak hayal edebilecekleri içgörüler sağlayan asteroit verilerini topladılar.
2014 yılında fırlatılan asteroid kaşifi Hayabusa2, karbon açısından zengin bir C tipi asteroid olan Ryugu’ya doğru yola çıktı. 2018’de Ryugu bölgesine geldi, bir dizi uzaktan gözlem gerçekleştirdi ve asteroidin iki konumundan örnekler topladı. Hayabusa2 piyasaya sürülmeden önce, Osaka Üniversitesi’ndeki bir araştırma ekibi, Ryugu’yu analiz etmek için müonları kullanan, tahribatsız bir hafif element analizi yöntemi geliştiriyordu.
(Solda) Bir müonun ışınlanmış bir malzeme tarafından yakalanmasından sonra oluşturulan bir müonik X-ışını örneği. (Sağda) Asteroit Ryugu’dan alınan örnek. Kredi: (solda) Muon analiz ekibi, (sağda) JAXA
Böyle bir ortamda, Hayabusa2 İlk Analiz Ekibinden “Taş Analiz Ekibi” lideri olan Tohoku Üniversitesi’nden Dr. Nakamura tarafından yürütülen, uluslararası araştırmacıları içeren bir ilk analiz projesi 2021’de başladı. Ryugu taşından gelmesi beklenen bilgiler çok çeşitlidir ve Taş Analiz Ekibi taşın şekli, element dağılımı ve mineral bileşimi hakkında çeşitli çalışmalar yapmıştır. Osaka Üniversitesi araştırma grubu, Ryugu’nun içerdiği elementlerin türü ve miktarıyla, özellikle de yaşamın maddi maddesinin hafif elemental bileşimiyle (C, N, O) ilgilendi ve ilk analiz ekibine katıldı.
Şekil 2: Ryugu numunesinden ve Orgueil CI kondritinden alınan müonik X-ışını spektrumları arasındaki karşılaştırma. Kredi: Muon Analiz Ekibi
Müon analizinin avantajlarından biri, müon karakteristik X-ışınlarının yüksek nüfuz etme gücünün, bir numune içindeki elementleri tahribatsız bir şekilde tanımlamayı mümkün kılmasıdır.
Ryugu örneklerinden elde edilen veriler (şekil 2), Ryugu’nun bir CI kondriti olarak sınıflandırılmasıyla tutarlıdır ve Ryugu kayalarının güneş sistemindeki son derece ilkel malzeme olduğunu açıkça göstermektedir. Bir başka önemli bulgu da, asteroitin, Dünya’yı etkileyen tipik CI kondrit göktaşlarından silikona göre %25 daha az oksijen içermesidir (şekil 3). Bu, daha önce güneş sistemindeki katı malzemelerin kimyasal bileşimleri için bir ölçüt olarak kabul edilen CI kondritlerinin aslında karasal malzemelerden bir miktar kirlenme kaydedebileceğini düşündürmektedir.
Şekil 3: Ryugu numunesindeki ve Orgueil CI kondritinin (K. Lodders, The Astrophysical Journal, 591, 1220–1247, 2003) element bileşimlerinin karşılaştırılması, CI kondrit ile karşılaştırıldığında Ryugu numunesindeki nispeten daha düşük oksijen içeriğini gösterir. Kredi: Muon Analiz Ekibi
Profesör Terada, “Karbon, nitrojen ve oksijen yaşamın maddi maddeleridir. Bu nedenle, Ryugu örneklerini yok etmeden bu maddeleri başarılı bir şekilde tespit etmemiz çığır açan bir başarıdır.”
Ryugu’dan bozulmamış numunelerin analizinin, doğrudan asteroitten elde edilen malzemeyi Dünya’daki göktaşlarıyla karşılaştırmak için nadir bir fırsat sağladığı göz önüne alındığında, Ryugu örneklerinden elde edilen yeni veriler, güneş sistemindeki katı malzemelerin standart element bileşimlerini yeniden tanımlamaya yardımcı olabilir.
Referans: “Karbonlu asteroit Ryugu’nun oluşumu ve evrimi: İade edilen numunelerden doğrudan kanıt”, yazan T. Nakamura, M. Matsumoto, K. Amano, Y. Enokido, ME Zolensky, T. Mikouchi, H. Genda, S. Tanaka, MY Zolotov, K. Kurosawa, S. Wakita, R. Hyodo, H. Nagano, D. Nakashima, Y. Takahashi, Y. Fujioka, M. Kikuiri, E. Kagawa, M. Matsuoka, AJ Brearley, A. Tsuchiyama, M . Uesugi, J. Matsuno, Y. Kimura, M. Sato, RE Milliken, E. Tatsumi, S. Sugita, T. Hiroi, K. Kitazato, D. Brownlee, DJ Joswiak, M. Takahashi, K. Ninomiya, T Takahashi, T. Osawa, K. Terada, FE Brenker, BJ Tkalcec, L. Vincze, R. Brunetto, A. Aléon-Toppani, QHS Chan, M. Roskosz, J.-C. Viennet, P. Beck, EE Alp, T. Michikami, Y. Nagaashi, T. Tsuji, Y. Ino, J. Martinez, J. Han, A. Dolocan, RJ Bodnar, M. Tanaka, H. Yoshida, K. Sugiyama, AJ King, K. Fukushi, H. Suga, S. Yamashita, T. Kawai, K. Inoue, A. Nakato, T. Noguchi, F. Vilas, AR Hendrix, C. Jaramillo-Correa, DL Domingue, G Dominguez, Z. Gainsforth, C. Engrand, J. Duprat, SS Russell, E. Bonato, C. Ma, T. Kawamoto, T. Wada, S. Watanabe, R. Endo, S. Enju, L. Riu, S. Rubino, P. Tack, S. Takeshita, Y. Takeichi, A. Takeuchi, A. Takigawa, D. Takir, T. Tanigaki, A. Taniguchi, K. Tsukamoto, T. Yagi, S. Yamada, K. Yamamoto, Y. Yamashita, M. Yasutake, K. Uesugi, I. Umegaki, I. Chiu, T. Ishizaki, S. Okumura, E. Palomba, C. Pilorget, SM Potin, A. Alaslı, S. Anada, Y Araki, N. Sakatani, C. Schultz, O. Sekizawa, SD Sitzman, K. Sugiura, M. Sun, E. Dartois, E. De Pauw, Z. Dionnet, Z. Djouadi, G. Falkenberg, R. Fujita , T. Fukuma, IR Gearba, K. Hagiya, MY Hu, T. Kato, T. Kawamura, M. Kimura, MK Kubo, F. Langenhorst, C. Lantz, B. L avina, M. Lindner, J. Zhao, B. Vekemans, D. Baklouti, B. Bazi, F. Borondics, S. Nagasawa, G. Nishiyama, K. Nitta, J. Mathurin, T. Matsumoto, I. Mitsukawa, H. Miura, A. Miyake, Y. Miyake, H. Yurimoto, R. Okazaki, H. Yabuta, H. Naraoka, K. Sakamoto, S. Tachibana, HC Connolly, DS Lauretta, M. Yoshitake, M. Yoshikawa, K. Yoshikawa, K. Yoshihara, Y. Yokota, K. Yogata, H. Yano, Y. Yamamoto, D. Yamamoto, M. Yamada, T. Yamada, T. Yada, K. Wada, T. Usui, R. Tsukizaki, F. Terui, H. Takeuchi, Y. Takei, A. Iwamae, H. Soejima, K. Shirai, Y. Shimaki, H. Senshu, H. Sawada, T. Saiki, M. Ozaki, G. Ono, T. Okada, N. Ogawa, K. Ogawa, R. Noguchi, H. Noda, M. Nishimura, N. Namiki, S. Nakazawa, T. Morota, A. Miyazaki, A. Miura, Y. Mimasu, K. Matsumoto, K. Kumagai, T. Kouyama, S. Kikuchi, K. Kawahara, S. Kameda, T. Iwata, Y. Ishihara, M. Ishiguro, H. Ikeda, S. Hosoda, R. Honda, C. Honda, Y. Hitomi, N. Hirata, N. Hirata, T. Hayashi, M. Hayakawa, K. Hatakeda, S. Furuya, R. Fukai, A. Fujii, Y. Cho, M. Arakawa, M. Abe, S. Watanabe ve Y. Tsuda, 22 Eylül 2022, Bilim.
DOI: 10.1126/science.abn8671