De uberørte prøver fra Asteroid Ryugu vendte tilbage af Hayabusa2 -missionen den 6. december 2020, har været afgørende for at forbedre forståelsen af primitive asteroider og dannelsen af solsystemet. Asteroiden Ryugu C-type er sammensat af klipper, der ligner meteoritter kaldet CI-chondritter, som indeholder relativt høje mængder kulstof, og har gennemgået en omfattende vandig ændring i deres fortid.
Et forskerteam ved Hiroshima University opdagede tilstedeværelsen af mineraldjerfisherite, en kaliumholdig jern-nikkel-sulfid, i et Ryugu-korn. Tilstedeværelsen af dette mineral er helt uventet, da djerfisherite ikke dannes under de betingelser, som Ryugu antages at have været udsat for over dens eksistens.
Resultaterne offentliggøres i tidsskriftet Meteoritik og planetarisk videnskab.
“Djerfisherite er et mineral, der typisk dannes i meget reducerede miljøer, som dem, der findes i enstatitiske chondrites, og som aldrig er rapporteret i CI -chondriter eller andre Ryugu -korn,” siger først og tilsvarende forfatter Masaaki Miyahara, lektor ved Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University.
“Dens forekomst er som at finde et tropisk frø i arktisk is-hvilket indikerer enten et uventet lokalt miljø eller langdistancetransport i det tidlige solsystem.”
Miyaharas team havde udført eksperimenter for at forstå virkningerne af jordbaseret forvitring på Ryugu -korn. Mens de observerede kornene ved hjælp af elektronmikroskopi (FE-TEM) for effekter af forvitring, fandt de djerfisherite i nummer 15-kornet af prøveplade C0105-042.
“Opdagelsen af djerfisherite i et Ryugu -korn antyder, at materialer med meget forskellige dannelseshistorier kan have blandet tidligt i solsystemets udvikling, eller at Ryugu oplevede lokaliserede, kemisk heterogene forhold, der ikke tidligere er anerkendt. Denne konstater udfordrer forestillingen om, at Ryugu er sammensætt ensartet og åbner nye spørgsmål om kompleksiteten af primitive asteroider,” MiyahyaHaraaboraabora.
Ryugu er en del af et større forældrekrop, der dannede sig mellem 1,8 til 2,9 millioner år efter solsystemets begyndelse. Det antages, at dette moderselskab har stammer fra den ydre region af solsystemet, hvor vand- og kuldioxid eksisterede i form af is.
Inde i moderselskabet fik varme, der blev genereret af forfaldet af radioaktive elementer, isen til at smelte omkring 3 millioner år efter dannelsen. Temperaturen under denne proces vurderes at have været under ca. 50 ° C.
I modsætning hertil antages det, at moderlegemerne af enstatit -chondrites, som er kendt for at indeholde djerfisherite, har dannet sig i det indre område af solsystemet. Termodynamiske beregninger indikerer, at djerfisherite i enstatit-chondriter dannet direkte fra høj-temperaturgas.
Derudover har hydrotermiske synteseeksperimenter vist, at djerfisherit også kan dannes gennem reaktioner mellem kaliumbærende væsker og Fe-Ni-sulfider ved temperaturer over 350 ° C.
Dette førte til, at holdet foreslog to hypoteser for dets tilstedeværelse i Ryugu -kornet: Enten ankom det fra en anden kilde under dannelsen af Ryugus forældrekrop; Eller det blev dannet i sig selv, når temperaturen på Ryugu blev hævet til over 350 ° C.
Foreløbige beviser tyder på, at den iboende formationshypotese er mere tilbøjelige til at være sand. De næste trin vil være at gennemføre isotopiske undersøgelser af dette og andre Ryugu -korn for at bestemme deres oprindelse.
“I sidste ende er vores mål at rekonstruere de tidlige blandingsprocesser og termiske historier, der formede små kroppe som Ryugu, og derved forbedre vores forståelse af planetarisk dannelse og materialetransport i det tidlige solsystem,” konkluderer Miyahara.