تجزیه و تحلیل جدید از ماهیت واقعی سیارک باستانی

به گزارش گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، از زمان یونان باستان، انسان‌ها مجذوب منظومه شمسی بوده اند. با این حال، محققان ژاپنی اکنون داده‌های سیارکی را جمع‌آوری کرده‌اند که بینش‌هایی در مورد توسعه منظومه شمسی ارائه می‌دهد که دانشمندان قبلی مانند بطلمیوس، گالیله و کوپرنیک فقط می‌توانستند رویای آن را داشته باشند.

سیارک کاوشگر Hayabusa۲، که در سال ۲۰۱۴ پرتاب شد، به سمت ریوگو، یک سیارک غنی از کربن از نوع C حرکت کرد. در سال ۲۰۱۸، به منطقه ریوگو رسید و تعدادی رصد از راه دور انجام داد و نمونه‌هایی را از دو مکان روی سیارک جمع‌آوری کرد. قبل از راه اندازی Hayabusa۲، یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه اوزاکا در حال توسعه یک روش غیر مخرب برای تجزیه و تحلیل عناصر سبک با استفاده از میون برای تجزیه و تحلیل Ryugu بودند.

(سمت چپ) نمونه‌ای از اشعه ایکس مویونی که پس از گرفتن میون توسط یک ماده تابیده شده ایجاد می‌شود. (راست) نمونه به دست آمده از سیارک ریوگو. منبع: (سمت چپ) تیم تجزیه و تحلیل Muon، (راست) JAXA

در برابر چنین پس‌زمینه‌ای، یک پروژه تحلیل اولیه شامل محققان بین‌المللی در سال ۲۰۲۱ آغاز شد که توسط دکتر ناکامورا از دانشگاه توهوکو، رهبر «تیم تحلیل سنگ» از تیم تحلیل اولیه Hayabusa۲ انجام شد. اطلاعاتی که انتظار می‌رود از سنگ ریوگو به دست آید، متنوع است و تیم تحلیل سنگ مطالعات مختلفی را در مورد شکل سنگ و همچنین توزیع عنصری و ترکیب معدنی آن انجام داد.

گروه تحقیقاتی دانشگاه اوزاکا به نوع و کمیت عناصر موجود در ریوگو، به ویژه ترکیب عنصری سبک (C، N، O) ماده مادی حیات علاقه‌مند شد و به تیم تجزیه و تحلیل اولیه پیوست.

شکل ۲: مقایسه بین طیف اشعه ایکس موونیکی از نمونه ریوگو و کندریت CI Orgueil. منبع: تیم تجزیه و تحلیل Muon

یکی از مزایای آنالیز میون این است که قدرت نفوذ بالای اشعه ایکس مشخصه میون امکان شناسایی غیر مخرب عناصر داخل یک نمونه را فراهم می‌کند.

داده‌های به‌دست‌آمده از نمونه‌های ریوگو (شکل ۲) با طبقه‌بندی ریوگو به‌عنوان کندریت CI سازگار است، و به وضوح نشان می‌دهد که سنگ‌های ریوگو مواد بسیار اولیه در منظومه شمسی هستند. یک یافته مهم دیگر این است که سیارک حاوی ۲۵ ٪ اکسیژن کمتری نسبت به سیلیکون نسبت به شهاب سنگ‌های کندریتی معمولی CI است که با زمین برخورد کرده اند (شکل ۳). این نشان می‌دهد که کندریت‌های CI، که قبلاً به عنوان معیاری برای ترکیبات شیمیایی مواد جامد در منظومه شمسی در نظر گرفته می‌شدند، ممکن است در واقع مقداری آلودگی از مواد زمینی را ثبت کنند.

شکل ۳: مقایسه ترکیبات عنصری نمونه Ryugu و کندریت Orgueil CI (K. Lodders, The Astrophysical Journal, ۵۹۱, ۱۲۲۰-۱۲۴۷, ۲۰۰۳) که محتوای اکسیژن نسبتاً کمتری را در نمونه Ryugu در مقایسه با کندریت CI نشان می‌دهد. منبع: تیم تجزیه و تحلیل Muon

پروفسور ترادا می‌گوید: کربن، نیتروژن و اکسیژن مواد مادی حیات هستند. بنابراین، شناسایی موفقیت‌آمیز ما از این مواد بدون از بین بردن نمونه‌های ریوگو، یک دستاورد بزرگ است.

با توجه به اینکه تجزیه و تحلیل نمونه‌های بکر ریوگو فرصتی نادر برای مقایسه مواد به‌دست‌آمده از سیارک با شهاب‌سنگ‌های روی زمین فراهم می‌کند، داده‌های جدید از نمونه‌های ریوگو ممکن است به تعریف مجدد ترکیبات عنصری استاندارد مواد جامد در منظومه شمسی کمک کند.