Τι θα συμβεί με την αστεροειδή σκόνη που επανήλθε στη Γη με ιαπωνική έρευνα;

Τι θα συμβεί με την αστεροειδή σκόνη που επανήλθε στη Γη με ιαπωνική έρευνα;

Οι αστεροειδείς διατηρούν ανέπαφη σκόνη από το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος. Εδώ, ο αστεροειδής Ίδα και το φεγγάρι του, αδρανές – © NASA / JPL / USGS

  • Σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύθηκε από τον συνεργάτη μας, The Convergence, ο ανιχνευτής Hayabusa-2 έφερε δείγματα πίσω στη Γη πολύ πριν από τον ανθρακικό αστεροειδή.
  • Η μελέτη των δειγμάτων που συλλέχθηκαν θα επιτρέψει το ανασυσταθέν τμήμα του ελλείποντος συνδέσμου στις φάσεις σχηματισμού του ηλιακού μας συστήματος.
  • Το περιστατικό αναλύθηκε από τους Hughes Leroux και Damian Jacob, καθηγητή στο Πανεπιστήμιο της Λιλ.

Στόχευση, διερεύνηση σε συνάντηση με έναν μικρό ανθρακούχο αστεροειδή μετά από 6 χρόνια ταξιδιού στο διάστημα Hayabusa-2 Επιστρέφει στη γη

Στις αποσκευές του, Φέρνει πίσω πολύτιμα δείγματα Συλλέγεται στην επιφάνεια του αστεροειδούς και θα επεκταθεί με ισχυρά εργαλεία για τον χαρακτηρισμό της ύλης.

Ξεσκονίστε το λιλά από τον αστεροειδή Ryugu

Hayabusa-2 ΑποστολήΙαπωνική Υπηρεσία Διαστήματος JAXA, Έστειλε μια έρευνα για τροχιά γύρω
Ryugu αστεροειδής. Το χαρτογράφησε λεπτομερώς και πήρε μερικά δείγματα της επιφάνειάς του πίσω στη Γη.

Η επιστροφή στη Γη πραγματοποιήθηκε το βράδυ του Σάββατου 5 έως την Κυριακή 6 Δεκεμβρίου 2020. Τα δείγματα θα είναι διαθέσιμα για εργαστηριακή ανάλυση κατά τη διάρκεια του 2021. Αυτή θα είναι η πρώτη φάση της μελέτης από προ-σχηματισμένες ομάδες (προκαταρκτική ανάλυση), η οποία αποτελεί μέρος της ομάδας του Πανεπιστημίου της Λιλ. Τα δείγματα στη συνέχεια θα είναι διαθέσιμα σε ολόκληρη την επιστημονική κοινότητα βάσει προσκλήσεων για έργα.

Ιαπωνικός διαστημικός ανιχνευτής Hayabusa 2 © JAXA, University of Tokyo, Kochi University, University of Rikkiyo, University of Nagoya, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Izu, AIST, AIST, CC BY-SA Asteroid Age photo

Το Rygu είναι ένας ανθρακούχος αστεροειδής, δηλαδή περιέχει ανθρακούχο υλικό. Αναμένεται επίσης να περιέχει φυλλοπυριτικά (πυριτικά άλατα που περιέχουν νερό, είτε σε μοριακή μορφή είτε ως ΟΗ υδροξύλιο). Η μελέτη των δειγμάτων θα πρέπει επομένως να επιτρέπει μεγάλη πρόοδο σε θεμελιώδη ζητήματα – αφενός, την προέλευση του νερού στη Γη και, αφετέρου, τη φύση της πρωτόγονης ανθρακούχου ουσίας που πιθανώς είχε ρόλο άνθρακα στην εμφάνιση της ζωής.

Αυτή είναι η πρώτη επιστροφή δειγμάτων από έναν αστεροειδή carborusius – η πρώτη έρευνα Hayabusa έφερε δείγματα από έναν μικρό μη ανθρακούχο αστεροειδή. Itokawa ν 2010.

Δείτε ενδείξεις για το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος στον “καταψύκτη” στο διάστημα

Για να καταλάβουμε γιατί αναζητούμε ενδείξεις για το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος σε αστεροειδείς, πρέπει να μιλήσουμε λίγο για αυτόν τον σχηματισμό. Μέσα στον γαλαξία μας, ένα σύννεφο αερίου και σκόνης άρχισε να καταρρέει κάτω από το δικό του βάρος περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν – αυτή ήταν η αρχή της γέννησης του ηλιακού συστήματος.

Η περιστροφή ολόκληρου του νέφους οδηγεί στο σχηματισμό ενός “Πρωτοπλανητικός” δίσκος, Στο κέντρο του οποίου βρίσκεται ο ήλιος μας Αυτή είναι μια δύσκολη στιγμή, όταν η σκόνη συλλέγει τα αρχικά τούβλα του ηλιακού συστήματος και μεταβάλλεται βαθιά από τη συσσωμάτωση (“συσσώρευση”) και τη σύγκρουση. Σταδιακά, ο πρωτοπλανητικός δίσκος προσαρμόστηκε ώστε να οδηγεί στη διαμόρφωση που γνωρίζουμε σήμερα: τον Ήλιο και τους πλανήτες του.

Επί του παρόντος, μπορούμε να παρατηρήσουμε πρωτοπλανητικούς δίσκους στον γαλαξία μας: πρέπει να εξετάσουμε περιοχές σχηματισμού αστεριών, για παράδειγμα το περίφημο νεφέλωμα του Ωρίωνα.

Πρωτοπλανητικός δίσκος γύρω από το νεαρό αστέρι HL Tau, που βρίσκεται περίπου 450 έτη φωτός μακριά © ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), CC BY-SA

Αλλά, ειρωνικά, η σκόνη που απαρτίζεται από αυτούς τους πρωτοπλανητικούς δίσκους ανιχνεύεται όταν είναι μικροί και είναι πολύ δύσκολο να δούμε σώματα μεγαλύτερα από 1 mm, δεδομένης της υπέρυθρης ακτινοβολίας που χρησιμοποιείται για την παρατήρησή τους. Απορροφήστε εντελώς. Ως αποτέλεσμα, όταν αρχίζει η αύξηση στον πρωτοπλανητικό δίσκο, τα αντικείμενα που σχηματίζονται γίνονται όλο και μεγαλύτερα και δεν ανιχνεύονται. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η φάση σχηματισμού τεράστιων σωμάτων του ηλιακού συστήματος είναι ακόμη σε μεγάλο βαθμό άγνωστη.

Σε αναζήτηση δομικών στοιχείων του ηλιακού συστήματος

Η φάση συσσώρευσης οδηγεί στη δημιουργία αντικειμένων διαφορετικών μεγεθών, συμπεριλαμβανομένων κομητών, αστεροειδών και πλανητών (αστεροειδείς σε περιοχές πιο κοντά στον Ήλιο από τους κομήτες)

Μερικοί αστεροειδείς είναι ένα μίλι ή λιγότερο. Είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον γιατί διατηρούν τα κύρια τούβλα του δίσκου σκόνης μέσα τους. Στην πραγματικότητα, η ουσία που τα συνθέτει δεν είναι, ή έχει εξελιχθεί μετά από πολύ μικρή αύξηση, επειδή οι περιοχές του χώρου που κατοικούν είναι πολύ κρύες, για παράδειγμα επιτρέποντας την ανάπτυξη κόκκων ή χημικών αντιδράσεων σε νέες Ορυκτά είδη. Αυτά τα αντικείμενα είναι κατά κάποιον τρόπο ο καταψύκτης του αναδυόμενου ηλιακού συστήματος. Πρέπει να επιστρέψουν 4,5 χρόνια για να σπουδάσουν.

a

Αυτά τα μικρά αντικείμενα περιστρέφονται συνήθως σε σταθερές τροχιές του Ήλιου, που ονομάζονται αστεροειδείς ή κομήτες. Ωστόσο, συμβαίνει ότι ορισμένες τάξεις αποσταθεροποιούνται. Οι τροχιές των σωμάτων στη συνέχεια αποκλίνουν και μπορούν να βουτήξουν στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα, όπου βρίσκονται οι πλανητικοί πλανήτες, συμπεριλαμβανομένης της Γης. Αυτή η εγγύτητα είναι τότε μια μεγάλη ευκαιρία να τα μελετήσετε πιο προσεκτικά.

Πορώδες, μια ένδειξη ότι η σκόνη Ryugu θα μας πει περισσότερα από τους μετεωρίτες που βρίσκονται στη Γη

Εικόνα του ανιχνευτή Hayabusa-2 με τη Γη στο παρασκήνιο © Yarlengo / Flickr, CC BY-SA 2.0

Οι φασματοσκοπικές και θερμομετρικές μελέτες που πραγματοποιήθηκαν, ενώ ο ανιχνευτής Hayabusa-2 ήταν σε τροχιά, ο αστεροειδής Ryugu είναι πολύ λεπτός, ακόμη και σε πολύ λεπτές κλίμακες. Αυτό το πορώδες δίνει στον αστεροειδή χαμηλή πυκνότητα και χαμηλή μηχανική συνοχή.

Μέχρι τώρα, καταφέραμε να μελετήσουμε μόνο υπερφυσικά υλικά πλούσια σε άνθρακα από μετεωρίτες. Αυτά είναι θραύσματα αστεροειδών μετεωρίτη που διέσχισαν την ατμόσφαιρα πριν χτυπήσουν το έδαφος. Πολύ πορώδη και μηχανικά εύθραυστα υλικά, όπως το Ryugu, φαίνεται να έχουν επιβιώσει στην ατμοσφαιρική είσοδο. Τα δείγματα που προέρχονται από αυτόν τον αστεροειδή είναι επομένως επιστημονικά μοναδικά, μοναδικά στη συλλογή του μετεωρίτη, και σίγουρα αρκετά κοντά στο ασθενώς τροποποιημένο πρωτόγονο συγκρότημα σκόνης στον αστεροειδή. Είναι μια ιδανική ρύθμιση για τη μελέτη της φάσης μετάβασης του κύκλου σκόνης μεταξύ του πρωτοπλανητικού δίσκου και των πρώτων σωμάτων του ηλιακού συστήματος.

Στο εργαστήριό μας στο Πανεπιστήμιο Lily, θα μελετήσουμε δείγματα Ryugu με προηγμένες τεχνικές απεικόνισης και χημικής ανάλυσης, που λαμβάνονται σε ατομική κλίμακα, χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικά μικροσκόπια μετάδοσης. Η δέσμη ηλεκτρονίων είναι μικρότερη από το angstrom, δηλαδή, μικρότερο από το μέγεθος των ατόμων. Το έργο είναι μέρος μιας μεγαλύτερης διεθνούς κοινοπραξίας, η οποία έχει περίπου 200 συγκεντρωμένους ερευνητές που θα μελετήσουν αυτά τα δείγματα πολύ προσεκτικά.

Για να καταλάβετε απείρως μεγάλο, Σκεφτείτε απείρως μικρό

Μία από τις τεχνικές προκλήσεις είναι να μην προκαλέσετε ζημιά στα δείγματα κατά τα στάδια προετοιμασίας και ανάλυσης. Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια μελετών ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, η ύλη βομβαρδίζεται με ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της δέσμης ηλεκτρονίων και του δείγματος μπορεί δυστυχώς να προκαλέσει μη αναστρέψιμες τροποποιήσεις του υλικού που μελετήθηκε.

Προσομοίωση του επιφανειακού χαλικιού του αστεροειδούς Ruygu © Kestrel / Wikimedia, CC BY-SA 4.0

Η ανθρακούχος ύλη και οι ενυδατωμένες φάσεις των δειγμάτων από τον αστεροειδή Ruygu είναι ιδιαίτερα ευαίσθητες σε αυτήν την αποικοδόμηση κάτω από τη δέσμη ηλεκτρονίων. Για να μελετήσουμε αυτά τα εύθραυστα δείγματα, θα χρησιμοποιήσουμε επομένως μια νέα γενιά ανιχνευτών, η οποία θα καταστήσει δυνατή τη μείωση της ποσότητας των ηλεκτρονίων που απαιτούνται για έναν καλό χαρακτηρισμό του υλικού και τη σημαντική αποδόμηση του κάτω από τη δέσμη ηλεκτρονίων Θα δώσω.

Αυτό το πρόβλημα αποικοδόμησης κατά την παρατήρηση ενός δείγματος από ηλεκτρόνια είναι ένα μεγάλο πρόβλημα και είναι γνωστό εδώ και πολύ καιρό. Είναι ειδικά επισημασμένο για βιολογικά δείγματα – γι ‘αυτό καλείται η μέθοδος «ψυχρής» παρατήρησης εύθραυστων δειγμάτων Κρυο-μικροσκοπία ηλεκτρονίων Αναπτύχθηκε και απονεμήθηκε το βραβείο
Νόμπελ Χημείας το 2017.

Σε ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης, μια δέσμη ηλεκτρονίων που επιταχύνεται με υψηλή ταχύτητα περνά μέσα από το δείγμα και μια σειρά ανιχνευτών συλλέγει τα εκπεμπόμενα σήματα μετά την αλληλεπίδρασή τους με την ουσία. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις με την ύλη καθιστούν δυνατό τον χαρακτηρισμό της στην ατομική κλίμακα, επειδή, στις πιο πρόσφατες συσκευές, το μέγεθος των ηλεκτρονικών ανιχνευτών είναι μια τάξη μεγέθους του μεγέθους των ατόμων.

Έτσι θα μπορέσουμε να προσδιορίσουμε τη φύση και την οργάνωση των ατόμων που αποτελούν τη σκόνη του Ρουγκού: ορισμένοι ανιχνευτές μπορούν να μελετήσουν την οργάνωση της ύλης, να εντοπίσουν τις στερεές φάσεις που αποτελούν το δείγμα, τους μικροοργανισμούς και να τα ερμηνεύσουν. Εκπαίδευση; Θα είναι αφιερωμένο στη χημική ανάλυση, συμπεριλαμβανομένης της ανάλυσης άλλων ανιχνευτών Ισχύς στοιχείων.

Τελικά, αυτές οι μελέτες σε ατομικό επίπεδο μπορεί να καταστήσουν δυνατή την αναδημιουργία μέρους του λείπουν συνδέσμου στις φάσεις σχηματισμού του ηλιακού μας συστήματος.

Η ανάλυση γράφτηκε από τους Hughes Leroux και Damian Jacob, που ήταν καθηγητές στο Πανεπιστήμιο της Λιλ. Το αρχικό άρθρο δημοσιεύθηκε στον ιστότοπο κουβεντούλα.

READ  Οι επιστήμονες προτείνουν μια νέα θεωρία για το φαινόμενο που εξαφάνισε τους δεινόσαυρους - το Revista Galileu

We will be happy to hear your thoughts

Leave a reply

Vidcase