Znanstvenici su u tragovima s asteroida Ryugu pronašli minerale i organske spojeve koji su nastali prije 4,7 milijardi godina, otkrivajući procese starije od samog planeta.
Japanska svemirska agencija JAXA 2014. je pokrenula misiju Hayabusa2 s ambicioznim ciljem: donijeti netaknute uzorke s ugljičnog asteroida Ryugu, jednog od primitivnih tijela Sunčeva sustava. Letjelica je nakon pet godina putovanja 2019. sletjela na Ryugu i prikupila materijal s površine i ispod nje. Dana 6. prosinca 2020., tijekom povratnog prolaska pokraj Zemlje, letjelica je oslobodila hermetički zatvorene kapsule koje su se padobranima spustile u australsku pustinju.
Znanstvenici iz Sjedinjenih Država i Japana sada su ih stavili pod najosjetljivije instrumente. Ključna ispitivanja provedena su u “Nacionalnom sinkrotronskom izvorištu svjetlosti II” (NSLS-II), istraživačkom centru Ministarstva energetike SAD-a pri Brookhaven National Laboratory. U suradnji sa Sveučilištem Stony Brook, Državnim sveučilištem New Yorka u Plattsburghu, Tehnološkim institutom u Tokiju i Sveučilištem Brown, tim je dobio dva mikroskopska uzorka: jedno zrnce s površine i jedno iz dubljih slojeva.
Minerali iz vremena nastanka Sunčeva sustava
Ryugu je otkriven 1999. i vjeruje se da je nastao od većeg protoplanetarnog tijela u hladnim rubovima Sunčeva sustava. U njegovom sastavu nalazio se vodeni led i led ugljičnog dioksida, a kratkotrajni radioaktivni elementi nakratko su ga zagrijali do oko 100 °C, dovoljno da otope led i pokrenu tekućine koje su reagirale s mineralima. Te su reakcije stvorile niz novih spojeva: od karbonata poput dolomita i ankerita s manganom, do željeznih sulfida poput pirrotita i oksida magnetita. Fosfor je pronađen u obliku hidroksiapatita, minerala poznatog iz naših kostiju i zubi, ali i u rijetkom fosfidnom obliku koji na Zemlji nije zabilježen. Posebno je važan sumpor, jer njegova prisutnost u različitim kemijskim vezama pokazuje više faza kretanja fluida unutar asteroida.
Sve se to dogodilo prije 4,7 milijardi godina, a od tada je materijal ostao sačuvan u međuzvjezdanom prostoru. Zemlja je prošla kroz beskrajne cikluse tektonike, erozije i kemijskih promjena, brišući tragove svog ranog kemijskog sastava. Ryugu je ostao zamrznuta vremenska kapsula.
Rendgenske tehnike bez uništavanja uzoraka
Istraživački tim na NSLS-II koristio je dvije napredne rendgenske metode. Na XFM liniji primijenjena je mikrotomografija rendgenske fluorescencije, tehnika koja omogućuje trodimenzionalni prikaz unutarnje strukture uzorka, dok je na TES liniji provedena spektroskopija pri nižim energijama za detaljnu analizu kemijskog sastava. Sve su metode potpuno neinvazivne, što znači da uzorke nije bilo potrebno rezati ni drobiti, presudno kada cijeli svijet raspolaže tek s nekoliko zrnaca ovog materijala.
Voditelj istraživanja Paul Northrup sa Sveučilišta Stony Brook naglašava: “Možemo vidjeti kemiju vanjskog i unutarnjeg dijela svakog uzorka bez oštećenja. To je presudno jer ovako rijedak materijal mora ostati dostupan i budućim istraživačima.”
Njegov kolega Ryan Tappero iz Brookhavena dodaje: “Rad na ovakvom materijalu, uz ekipu stručnjaka iz različitih područja, uistinu je privilegija. Svako zrnce nosi priču staru gotovo pet milijardi godina.”
Što nam Ryugu govori o nama
Rezultati potvrđuju da je Ryugu prošao kroz više faza promjena u prisutnosti vode i drugih fluida. To znači da su u tim ranim protoplanetarnim tijelima mogli nastati organski spojevi poput aminokiselina, ključnih sastojaka života. Takvi asteroidi mogli su ih donijeti i na ranu Zemlju.
Sljedeći izazov bit će usporedba ovih nalaza s materijalom koji je nedavno donijela NASA-ina misija OSIRIS-REx s asteroida Bennu. Ista istraživačka infrastruktura NSLS-II sada će poslužiti za novu seriju analiza.
No jedno je jasno. Komadići Ryugua pokazuju da je povijest Sunčeva sustava upisana u mineralima koji su nastali prije nego što je postojao naš svijet.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
