Cum l-au afectat pericolele spațiale pe asteroidul Ryugu?

Un asteroid care rătăcește prin spațiu de miliarde de ani ar fi bombardat de orice, de la roci la radiații. Miliarde de ani de călătorii în spațiu interplanetar cresc șansele de a se ciocni cu ceva în marele vid și cel puțin unul dintre aceste impacturi a fost suficient de puternic pentru a lăsa asteroidul Ryugu schimbat pentru totdeauna.

Când nava spațială Hayabusa2 a JAXA a aterizat pe Ryugu, a colectat mostre de la suprafață care au arătat că particulele de magnetit (care sunt în mod normal magnetice) din resturile de asteroizi erau lipsite de magnetism. Acum, o echipă de cercetători de la Universitatea Hokkaido și alte câteva instituții din Japonia oferă o explicație pentru modul în care acest material și-a pierdut majoritatea proprietăților magnetice. Analiza lor a arătat că a fost cauzată de impactul a cel puțin unui micrometeorit de mare viteză, care a distrus compoziția chimică a magnetitului, astfel încât acesta să nu mai fie magnetic.

„Am crezut că a fost creat un pseudo-magnetit [as] Cercetătorii, conduși de Yuki Kimura, profesor la Universitatea Hokkaido, au spus într-un studiu publicat recent în revista Nature Communications că cauza intemperiilor spațiale este impactul micrometeoriților.

ce a rămas…

Ryugu este un corp relativ mic, care nu are atmosferă, ceea ce îl face mai vulnerabil la intemperii spațiale – adică alterarea de către micrometeoriți și vânturile solare. Înțelegerea meteorizării spațiului ne poate ajuta de fapt să înțelegem evoluția asteroizilor și a sistemului solar. Problema este că majoritatea informațiilor noastre despre asteroizi provin de la meteoriți care cad pe Pământ, iar majoritatea acelor meteoriți sunt bucăți de rocă din interiorul asteroidului, deci nu au fost expuși mediului dur al spațiului interplanetar. Ele se pot schimba, de asemenea, pe măsură ce coboară prin atmosferă sau prin procese fizice de la suprafață. Cu cât este nevoie de mai mult pentru a găsi un meteorit, cu atât este probabil să se piardă mai multe informații.

Ryugu a fost anterior parte dintr-un corp mult mai mare, un asteroid de tip C sau carbonic, ceea ce înseamnă că era compus în mare parte din argilă și roci silicate. Aceste minerale necesită de obicei apă pentru a se forma, dar prezența lor este explicată de istoria lui Ryugu. Se crede că asteroidul însuși s-a născut din resturi după ce corpul său original a fost zdrobit în bucăți într-o coliziune. Corpul original a fost, de asemenea, acoperit cu gheață de apă, ceea ce explică magnetitul, carbonații și silicații găsiți în Ryugu – au nevoie de apă pentru a se forma.

Magnetita este un mineral paramagnetic (conținând fier și magnetic). Este prezent în toți asteroizii de tip C și poate fi folosit pentru a determina magnetizarea lor remanentă sau reziduală. Magnetizarea permanentă a unui asteroid poate dezvălui cât de puternic era câmpul magnetic la momentul și locul formării magnetitei.

Kimura și echipa sa au reușit să măsoare magnetizarea permanentă în două fragmente de magnetită (cunoscute sub numele de framboide datorită formei lor speciale) din proba Ryugu. Este o dovadă a prezenței unui câmp magnetic în nebuloasa în care s-a format sistemul nostru solar și arată puterea acestui câmp magnetic în momentul în care s-a format magnetita.

Cu toate acestea, alte trei fragmente de magnetită nu au fost deloc magnetizate. Aici intervine intemperii spațiale.

…si ce s-a pierdut

Folosind holografia electronică, care se realizează cu ajutorul unui microscop electronic de transmisie care trimite unde de electroni de înaltă energie printr-o probă, cercetătorii au descoperit că cele trei cadre în cauză nu conțineau structuri chimice magnetice. Acest lucru a făcut-o radical diferită de magnetită.

O analiză ulterioară, folosind un microscop electronic cu scanare, a arătat că particulele de magnetit erau în mare parte formate din oxizi de fier, dar există mai puțin oxigen în acele particule care și-au pierdut magnetismul, ceea ce indică faptul că materialul a suferit o reducere chimică, deoarece electronii au fost donați sistemului. . . Pierderea oxigenului (și a fierului oxidat) explică pierderea magnetismului, care depinde de organizarea electronilor în magnetit. De aceea, Kimura se referă la el drept „magnetit fals”.

Dar ce a cauzat reducerea care a dus în primul rând la demagnetizarea magnetitei? Kimura și echipa sa au descoperit mai mult de o sută de molecule metalice de fier în porțiunea probei din care provin cadrele demagnetizate. Dacă un meteorit de o anumită dimensiune ar fi lovit acea regiune din Ryugu, ar fi produs aproximativ acel număr de particule de fier din framboizii de magnetit. Cercetătorii cred că acest obiect misterios era destul de mic sau că se mișca incredibil de repede.

„Pe măsură ce viteza de impact crește, dimensiunea estimată a proiectilului scade”, au spus ei în același studiu.

Pseudo-magnetitul poate părea un șarlatan, dar va ajuta de fapt investigațiile viitoare care caută să afle mai multe despre cum a fost sistemul solar timpuriu. Prezența sa indică prezența anterioară a apei pe asteroid, precum și intemperii spațiale, cum ar fi bombardarea cu micrometeoriți, care au afectat formarea asteroidului. Cantitatea de pierdere a magnetismului afectează, de asemenea, capacitatea generală de supraviețuire a asteroidului. Permanența este importantă în determinarea magnetismului unui obiect și a intensității câmpului magnetic din jurul acestuia atunci când se formează. Ceea ce știm despre câmpul magnetic al sistemului solar timpuriu a fost reconstruit din înregistrările de supraviețuire, dintre care multe provin din magnetit.

Unele dintre proprietățile magnetice ale acestor particule s-ar fi putut pierde cu eoni în urmă, dar multe se pot câștiga în viitor din ceea ce a mai rămas.

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