Jak vesmírná nebezpečí ovlivnila asteroid Ryugu?

Asteroid, který bloudí vesmírem miliardy let, by byl bombardován vším od kamenů po radiaci. Miliardy let meziplanetárního cestování vesmírem zvyšují pravděpodobnost srážky s něčím v obrovské prázdnotě a alespoň jeden z těchto dopadů byl dostatečně silný, aby asteroid Ryugu navždy změnil.

Když sonda Hayabusa2 společnosti JAXA přistála na Ryugu, shromáždila vzorky z povrchu, které odhalily, že částice magnetitu (které jsou normálně magnetické) v troskách asteroidu postrádají magnetismus. Nyní tým výzkumníků z Hokkaidské univerzity a několika dalších institucí v Japonsku nabízí vysvětlení, jak tento materiál ztratil většinu svých magnetických vlastností. Jejich analýza ukázala, že to bylo způsobeno nárazem alespoň jednoho vysokorychlostního mikrometeoritu, který rozbil chemické složení magnetitu tak, že již nebyl magnetický.

„Mysleli jsme, že byl vytvořen pseudomagnetit.“ [as] Vědci pod vedením Yuki Kimury, profesora z Hokkaidské univerzity, uvedli ve studii nedávno publikované v časopise Nature Communications, že příčinou vesmírného zvětrávání je dopad mikrometeoritů.

co zbývá…

Ryugu je relativně malé těleso, které nemá atmosféru, díky čemuž je zranitelnější vůči zvětrávání vesmíru – tedy změnám mikrometeority a slunečními větry. Pochopení vesmírného zvětrávání nám může ve skutečnosti pomoci pochopit vývoj asteroidů a sluneční soustavy. Problém je v tom, že většina našich informací o asteroidech pochází z meteoritů, které dopadají na Zemi, a většina těchto meteoritů jsou kusy skály z nitra asteroidu, takže nebyly vystaveny drsnému prostředí meziplanetárního prostoru. Mohou se také měnit, když sestupují atmosférou nebo fyzikálními procesy na povrchu. Čím déle bude hledání meteoritu trvat, tím více informací bude pravděpodobně ztraceno.

Ryugu byl dříve součástí mnohem většího tělesa, asteroidu typu C nebo uhlíku, což znamená, že se skládal převážně z jílu a silikátových hornin. Tyto minerály obvykle vyžadují ke svému vzniku vodu, ale jejich přítomnost je vysvětlena historií Ryugu. Předpokládá se, že samotný asteroid se zrodil z trosek poté, co bylo jeho původní tělo rozbito na kusy při srážce. Původní tělo bylo také pokryto vodním ledem, což vysvětluje magnetit, uhličitany a křemičitany nalezené v Ryugu – ke svému vzniku potřebují vodu.

Magnetit je paramagnetický (železo obsahující a magnetický) minerál. Je přítomen ve všech asteroidech typu C a lze jej použít k určení jejich remanentní nebo zbytkové magnetizace. Permanentní magnetizace asteroidu může odhalit, jak silné bylo magnetické pole v době a místě vzniku magnetitu.

Kimura a jeho tým byli schopni změřit permanentní magnetizaci ve dvou magnetitových fragmentech (známých jako framboidy kvůli jejich speciálnímu tvaru) ze vzorku Ryugu. Je důkazem přítomnosti magnetického pole v mlhovině, ve které vznikla naše sluneční soustava, a ukazuje sílu tohoto magnetického pole v době vzniku magnetitu.

Tři další úlomky magnetitu však nebyly zmagnetizovány vůbec. Zde vstupuje do hry vesmírné zvětrávání.

…a co se ztratilo

Pomocí elektronové holografie, která se provádí pomocí transmisního elektronového mikroskopu, který vysílá vysokoenergetické elektronové vlny skrz vzorek, vědci zjistili, že tři dotyčné snímky neobsahovaly magnetické chemické struktury. Tím se radikálně lišil od magnetitu.

Další analýza pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu ukázala, že částice magnetitu byly většinou vyrobeny z oxidů železa, ale v těch částicích, které ztratily svůj magnetismus, bylo méně kyslíku, což naznačuje, že materiál prošel chemickou redukcí, protože elektrony byly darovány systému. . . Ztráta kyslíku (a oxidovaného železa) vysvětluje ztrátu magnetismu, který závisí na organizaci elektronů v magnetitu. Proto o něm Kimura mluví jako o „falešném magnetitu“.

Ale co způsobilo redukci, která vedla k demagnetizaci magnetitu? Kimura a jeho tým objevili více než sto molekul kovového železa v části vzorku, ze které pocházely demagnetizované rámy. Pokud by meteorit určité velikosti zasáhl tuto oblast Ryugu, vyprodukoval by zhruba takový počet železných částic z magnetitových framboidů. Vědci se domnívají, že tento záhadný objekt byl spíše malý nebo že se pohyboval neuvěřitelně rychle.

„Jak se rychlost dopadu zvyšuje, odhadovaná velikost projektilu klesá,“ uvedli ve stejné studii.

Pseudomagnetit se může zdát jako šarlatán, ale ve skutečnosti pomůže nadcházejícím vyšetřováním, která se budou snažit zjistit více o tom, jak vypadala raná sluneční soustava. Jeho přítomnost naznačuje dřívější přítomnost vody na asteroidu a také vesmírné zvětrávání, jako je bombardování mikrometeority, které ovlivnilo formování asteroidu. Velikost ztráty magnetismu také ovlivňuje celkovou schopnost přežití asteroidu. Stálost je důležitá při určování magnetismu objektu a intenzity magnetického pole kolem něj, když se tvoří. To, co víme o raném magnetickém poli sluneční soustavy, bylo rekonstruováno ze záznamů o přežití, z nichž velká část pochází z magnetitu.

Některé z magnetických vlastností těchto částic mohly být ztraceny před eony, ale z toho, co zůstalo, lze v budoucnu mnoho získat.

Nature Communications, 2024. DOI: 10.1038/s41467-024-47798-0