Science Advances dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, Ryugu asteroitinin kökenine ilişkin önceki fikirlere meydan okuyor. Ryugu’nun daha önce Satürn’ün yörüngesi dışında oluştuğu düşünülüyordu, ancak şimdi araştırmacılar onun Jüpiter’in yakınında oluşmuş olabileceğine inanıyor.
Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü’nden (MPS) araştırmacılar, Japon uzay sondası Hayabusa 2 tarafından Dünya’ya gönderilen Ryugu örneklerinde bulunan nikel türlerini, karbon açısından zengin meteoritlerdeki nikel türleriyle karşılaştırdı. Sonuçlar, Ryugu ve karbon açısından zengin meteorların nadir bir grubu olan karbonlu kondritlerin yakından ilişkili olduğunu ve Jüpiter’in yakınındaki aynı bölgede oluşmuş olabileceğini gösteriyor.
Araştırmacılar, Ryugu ve CI kondrit numunelerindeki nikel izotop oranlarının, CI kondritlerdeki üç “bileşenin” karıştırılmasına ilişkin önceki fikirlerle eşleşmediğini buldu. Bunun yerine, asteroit oluşumu sırasında dördüncü bir “bileşenin”, demir ve nikel taneciklerinin birikmiş olması gerektiğini öne sürüyorlar.
Araştırmacılara göre ilk karbonlu kondritler güneş sisteminin oluşumundan yaklaşık iki milyon yıl sonra oluşmaya başladı ve CI kondritleri ise daha sonra, yani bundan yaklaşık iki milyon yıl sonra oluştu. Bu, CI kondritlerinin diğer karbonlu kondritlerin akrabaları olmadığı, daha ziyade aynı bölgede ancak farklı bir süreçle oluşmuş olabilecek daha küçük kardeşler olduğu anlamına gelir.
“Sonuçlar bizi çok şaşırttı. Durumu tamamen yeniden düşünmek zorunda kaldık; yalnızca Ryugu için değil, aynı zamanda tüm CI kondrit grubu için de,” diyor MPS’den Dr. Christoph Burkhard. Çalışma, güneş sistemimizin oluşum tarihinin çözülmesinde laboratuvar araştırmalarının önemini vurgulamaktadır.
Ryugu asteroidinin örneklerinin Dünya’ya getirildiği Aralık 2020’den bu yana, birkaç gram malzeme birçok araştırmadan geçti. Japonya’daki ilk araştırmalardan sonra parçaların bir kısmı dünya çapındaki araştırma merkezlerine gönderildi. Orada ölçüldüler ve diğer şeylerin yanı sıra kızılötesi, röntgen ve senkroton radyasyona maruz bırakıldılar. MPS’de araştırmacılar, mevcut çalışmada olduğu gibi örneklerdeki belirli metal izotopların oranlarını inceliyorlar. Bilim adamları, aynı elementin yalnızca çekirdekteki nötron sayısında farklılık gösteren izotop varyantlarını çağırıyor. Bu tür araştırmalar Ryugu’nun güneş sisteminin neresinde oluştuğunu anlamamıza yardımcı olabilir.
Ryugu, Dünya’ya yakın bir asteroittir. Güneş etrafındaki yörüngesi, çarpışma riski olmadan Dünya’nın yörüngesiyle kesişiyor. Ancak araştırmacılar, Dünya’ya yakın diğer asteroitler gibi Ryugu’nun da iç Güneş Sistemi’nin “yerlisi” olmadığını, oraya Mars ve Jüpiter’in yörüngeleri arasında bulunan asteroit kuşağından geldiğini öne sürüyor. Asteroit kuşağı popülasyonunun gerçek doğum yerleri muhtemelen Güneş’ten çok daha uzakta, Jüpiter’in yörüngesinin ötesindedir.
Ryugu’nun “aile bağlantıları” onun kökenlerine ve daha sonraki evrimine ışık tutmaya yardımcı olabilir. Son yıllarda yapılan araştırmalar bir sürprizle sonuçlandı: Ryugu, beklendiği gibi, karbon açısından zengin meteoritlerden oluşan daha büyük bir grup olan karbonlu kondritlere uyuyor. Bununla birlikte, bileşimine ilişkin ayrıntılı çalışmalar onu nadir bir gruba yerleştirmektedir: CI kondritleri olarak adlandırılanlar. Adını en ünlü temsilcilerinin bulunduğu Tanzanya bölgesinden alan Ivuna tipi kondritler olarak da bilinirler.
Ivuna kondriti dışında bugüne kadar bu türden yalnızca sekiz egzotik örnek keşfedildi. Güneş sisteminin en dış kenarında oluşan, özellikle saf bir malzeme olduğu düşünülüyor.
Ryugu’nun izotopik bileşimine ilişkin daha önceki çalışmalara öncülük etmiş olan ve mevcut çalışmanın ortak yazarı MPS bilim insanı Dr. Timo Hopp, “Şimdiye kadar Ryugu’nun kökeninin de Satürn’ün yörüngesinin dışında olduğunu varsayıyorduk” diye açıklıyor.
Göttingen’den bilim adamlarının son analizleri artık farklı bir tablo çiziyor. Ekip ilk kez dört Ryugu örneğinde ve altı karbonlu kondrit örneğinde nikel izotop oranlarını inceledi. Sonuçlar Ryugu ve CI kondritleri arasındaki yakın bağlantıyı doğruluyor. Ancak güneş sisteminin kenarında ortak bir doğum yeri fikri artık ikna edici değil.
Şimdiye kadar araştırmacılar, karbonlu kondritlerin, kesitlerde çıplak gözle bile görülebilen üç “bileşenin” karışımı olduğunu varsayıyordu. İnce taneli kayaya gömülmüş milimetre boyutunda yuvarlak kalıntılar ve daha küçük, düzensiz şekilli kalıntılar birbirine sıkı bir şekilde yerleştirilmiştir. Düzensiz kalıntılar, bir zamanlar Güneş’in yörüngesinde dönen sıcak gaz diskinde katı yığınlar halinde yoğunlaşan ilk malzemedir. Daha sonra yuvarlak, silikat bakımından zengin kıkırdaklar oluştu. Şimdiye kadar araştırmacılar, CI kondritleri ile diğer karbonlu kondrit grupları arasındaki izotopik bileşim farklılıklarını, bu üç bileşenin farklı karışım oranlarına bağladılar. Örneğin, CI kondritleri ağırlıklı olarak ince taneli kayalardan oluşurken, bunların “muadilleri” kapanımlar açısından çok daha zengindir. Ancak ekibin mevcut yayında açıkladığı gibi nikel ölçümleri bu kalıba uymuyor.
Araştırmacıların hesaplamaları artık ölçümlerinin yalnızca dördüncü bir bileşenle açıklanabileceğini gösteriyor: asteroit oluşumu sırasında da birikmiş olması gereken demir ve nikel taneleri. Ryugu ve CI kondritleri örneğinde bu süreç özellikle verimli olmuş olmalı.
Çalışmanın baş yazarı MPS’den Fridolin Spitzer, “Bir tarafta Ryugu ve CI kondritlerin, diğer tarafta karbonlu kondrit gruplarının oluşumu sırasında tamamen farklı süreçler iş başında olmalı” diyor. ana fikri özetlemek.
Araştırmacılara göre ilk karbonlu kondritler Güneş Sistemi’nin oluşumundan yaklaşık iki milyon yıl sonra oluşmaya başladı. Henüz genç olan Güneş’in çekim kuvvetinden etkilenen toz ve ilk katı parçalar, gaz-toz diskinin dış kenarından Güneş sisteminin iç kısmına giden yolu açtılar, ancak yolda bir engelle karşılaştılar: yeni Güneş. Jüpiter’i oluşturdu. Özellikle yörüngesinin dışında daha ağır ve daha büyük fraksiyonlar birikerek sayısız katkılarıyla birlikte karbonlu kondritlere dönüştü. Bu sürecin sonuna doğru, yaklaşık iki milyon yıl sonra, başka bir süreç devreye girdi: Güneş’in etkisi altında, orijinal gaz, Jüpiter’in yörüngesinin ötesinde yavaş yavaş buharlaşarak, esas olarak toz ve demir-nikel taneciklerinin birikmesine yol açtı. Bu CI kondritlerinin doğuşuna yol açtı.
CI kondritleri artık güneş sisteminin en uzak noktalarındaki diğer karbonlu kondritlerin uzak, biraz egzotik akrabaları gibi görünmüyor; daha ziyade aynı bölgede, ancak farklı bir süreçle ve daha sonra oluşmuş olabilecek daha genç “kardeşler” gibi görünüyor.
MPS Gezegen Bilimleri Bölümü Direktörü ve çalışmanın ortak yazarı Profesör Torsten Kleine, “Mevcut çalışma, Güneş Sistemimizin oluşum tarihini çözmek için laboratuvar araştırmasının ne kadar önemli olduğunu gösteriyor” diyor.