Ryugu örnekleri, karbon açısından zengin asteroitlerin oluşumuyla ilgili önceki fikirleri sorguluyor

Asteroit Ryugu, muhtemelen daha önce varsayıldığı gibi, başlangıç ​​yerinden şu anki Dünya’ya yakın yörüngesine kadar uzağa gitmemiştir. Yeni araştırma yayınlandı dergide Bilim Gelişmeleri Ryugu’nun Jüpiter’in yakınında oluştuğunu öne sürüyor.

Daha önceki çalışmalar Satürn’ün yörüngesinin ötesinde bir kökene işaret etmişti. Dört yıl önce, Japon uzay sondası Hayabusa 2, Ryugu’nun örneklerini Dünya’ya geri getirdi. Almanya’daki Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü (MPS) liderliğindeki araştırmacılar, artık bu örneklerde ve tipik karbon açısından zengin meteorlarda hangi tür nikelin bulunduğunu karşılaştırdı.

Sonuçlar, bu cisimlerin doğum yerlerine ilişkin önceki fikirlere bir alternatif ortaya koyuyor: Jüpiter’e yakın aynı bölgede, kısmen farklı süreçlerle ve yaklaşık iki milyon yıl arayla da olsa, karbon açısından zengin farklı asteroitler oluşmuş olabilir.

Asteroit Ryugu’nun örneklerinin Dünya’ya geri getirildiği Aralık 2020’den bu yana, birkaç gram malzeme oldukça fazla şey yaşadı. Japonya’daki ilk incelemelerin ardından, küçük, simsiyah taneciklerden bazıları dünyanın dört bir yanındaki araştırma tesislerine gitti.

Orada ölçüldü, tartıldı, kimyasal olarak analiz edildi ve diğer şeylerin yanı sıra kızılötesi, X-ışını ve senkroton radyasyona maruz bırakıldı. MPS’de araştırmacılar, mevcut çalışmada olduğu gibi örneklerdeki belirli metal izotopların oranlarını inceliyor. Bilim insanları izotopları aynı elementin yalnızca çekirdekteki nötron sayısında farklılık gösteren varyantları olarak adlandırıyor. Bu tür araştırmalar Ryugu’nun güneş sisteminin neresinde oluştuğunu anlamaya yardımcı olabilir.

Ryugu’nun güneş sistemindeki yolculuğu

Ryugu, Dünya’ya yakın bir asteroittir. Güneş etrafındaki yörüngesi Dünya’nınkiyle kesişiyor (çarpışma riski olmadan). Ancak araştırmacılar, Dünya’ya yakın diğer asteroitler gibi Ryugu’nun da iç güneş sistemine özgü olmadığını, oraya Mars ve Jüpiter’in yörüngeleri arasında bulunan asteroit kuşağından geldiğini varsayıyorlar. Asteroit kuşağı popülasyonunun asıl doğum yerleri muhtemelen güneşten çok daha uzakta, Jüpiter’in yörüngesinin dışındadır.

Ryugu’nun “aile ilişkileri” onun kökenine ve daha sonraki evrimine ışık tutmaya yardımcı olabilir. Ryugu, iyi bilinen meteorit sınıflarının temsilcilerine ne ölçüde benziyor? Bunlar uzaydan Dünya’ya doğru yol alan asteroit parçalarıdır.

Son yıllarda yapılan araştırmalar bir sürprizle sonuçlandı: Ryugu, beklendiği gibi, karbon açısından zengin göktaşları olan karbonlu kondritlerin büyük kalabalığına uyuyor. Bununla birlikte, bileşimine ilişkin ayrıntılı çalışmalar onu nadir bir gruba, yani CI kondritlerine bağlar. Bunlar aynı zamanda Ivuna tipi kondritler olarak da bilinir ve adını en iyi bilinen temsilcilerinin bulunduğu Tanzanya bölgesinden alır.

Ivuna kondritinin yanı sıra bugüne kadar bu egzotik örneklerden yalnızca sekizi daha keşfedildi. Kimyasal bileşimleri güneşinkine benzer olduğundan, güneş sisteminin en dış kenarında oluşmuş, özellikle bozulmamış materyaller olarak kabul edilirler.

Ryugu’nun izotopik bileşimine ilişkin daha önceki araştırmalara liderlik etmiş olan mevcut çalışmanın ortak yazarı MPS bilim insanı Dr. Timo Hopp, “Şimdiye kadar Ryugu’nun başlangıç ​​yerinin de Satürn’ün yörüngesinin dışında olduğunu varsaymıştık” diye açıklıyor.

Göttingenli bilim adamlarının son analizleri artık farklı bir tablo çiziyor. Ekip ilk kez asteroit Ryugu’nun dört örneğinde ve altı karbonlu kondrit örneğinde nikel izotop oranlarını araştırdı. Sonuçlar Ryugu ve CI kondritleri arasındaki yakın ilişkiyi doğrulamaktadır. Ancak, güneş sisteminin kenarında ortak bir doğum yeri fikri artık ikna edici değil.

Eksik bir bileşen

Ne olmuştu? Şimdiye kadar araştırmacılar, karbonlu kondritleri, çıplak gözle bile kesitlerde görülebilen üç “bileşenin” karışımları olarak anlıyordu. İnce taneli kayaya gömülü, yuvarlak, milimetrik boyutlu kapanımların yanı sıra daha küçük, düzensiz şekilli kapanımlar da yoğun bir şekilde bir araya toplanmıştır. Düzensiz kalıntılar, bir zamanlar Güneş’in yörüngesinde dönen sıcak gaz diskinde katı yığınlar halinde yoğunlaşan ilk malzemedir. Yuvarlak silikat bakımından zengin kondrüller daha sonra oluştu.

Şimdiye kadar araştırmacılar, CI kondritleri ve diğer karbonlu kondrit grupları arasındaki izotopik bileşimdeki farklılıkları, bu üç bileşenin farklı karışım oranlarına bağladılar. Örneğin CI kondritleri ağırlıklı olarak ince taneli kayalardan oluşurken kardeşleri kapanımlar açısından önemli ölçüde daha zengindir. Ancak ekibin mevcut yayında açıkladığı gibi nikel ölçümlerinin sonuçları bu şemaya uymuyor.

Araştırmacıların hesaplamaları artık ölçümlerinin yalnızca dördüncü bir bileşenle açıklanabileceğini gösteriyor: Asteroitlerin oluşumu sırasında da birikmiş olması gereken küçük demir-nikel tanecikleri. Ryugu ve CI kondritleri örneğinde bu süreç özellikle verimli olmuş olmalı.

Yeni çalışmanın ilk yazarı MPS’den Fridolin Spitzer, “Bir tarafta Ryugu ve CI kondritlerin, diğer tarafta diğer karbonlu kondrit gruplarının oluşumunda tamamen farklı süreçler iş başında olmalı” diyor. temel fikir.

Araştırmacılara göre ilk karbonlu kondritler, güneş sisteminin oluşumundan yaklaşık iki milyon yıl sonra oluşmaya başladı. Henüz genç olan güneşin çekim kuvvetinden etkilenen toz ve ilk katı kümeler, gaz ve toz diskinin dış kenarından iç güneş sistemine doğru yol aldılar, ancak yol boyunca bir engelle karşılaştılar: yeni oluşan Jüpiter.

Yörüngesinin dışında, özellikle daha ağır ve daha büyük kümeler birikti ve böylece birçok kalıntıyla birlikte karbonlu kondritlere dönüştü. Bu gelişmenin sonlarına doğru, yaklaşık iki milyon yıl sonra, başka bir süreç galip geldi: Güneş’in etkisi altında, orijinal gaz, Jüpiter’in yörüngesinin dışında yavaş yavaş buharlaşarak, başta toz ve demir-nikel taneciklerinin birikmesine yol açtı. Bu CI kondritlerinin doğuşuna yol açtı.

MPS’den Dr. Christoph Burkhard, “Sonuçlar bizi çok şaşırttı. Yalnızca Ryugu açısından değil, aynı zamanda tüm CI kondrit grubu açısından da tamamen yeniden düşünmek zorunda kaldık” diyor.

CI kondritleri artık güneş sisteminin en dış ucundaki diğer karbonlu kondritlerin uzak, biraz egzotik akrabaları olarak görünmüyor; daha ziyade aynı bölgede, ancak farklı bir süreçle ve daha sonra oluşmuş olabilecek daha küçük kardeşler olarak görünüyor.

MPS Gezegen Bilimleri Bölümü Direktörü ve çalışmanın ortak yazarı Prof. Dr. Thorsten Kleine, “Mevcut çalışma, güneş sistemimizin oluşum tarihini çözmede laboratuvar araştırmalarının ne kadar önemli olabileceğini gösteriyor” diyor.