Cum l-au afectat pericolele spațiului asteroidul Ryugu

Un asteroid care rătăcește prin spațiu de miliarde de ani va fi bombardat de orice, de la roci la radiații. Miliarde de ani care călătoresc prin spațiul interplanetar cresc șansele de a se ciocni cu ceva în golul vast și cel puțin unul dintre acele impacturi a avut suficientă forță pentru a părăsi asteroidul. Ryugu schimbat pentru totdeauna.

Când nava spațială Hayabusa2 a Agenției Spațiale Japoneze a aterizat pe Ryugu, a colectat mostre de la suprafață care au arătat că particulele de magnetit (care este de obicei magnetică) din regolitul asteroidului sunt lipsite de magnetism. O echipă de cercetători de la Universitatea Hokkaido și alte câteva instituții din Japonia oferă acum o explicație pentru modul în care acest material și-a pierdut majoritatea proprietăților magnetice. Analiza lor a arătat că a fost cauzată de cel puțin o coliziune cu micrometeoroizi de mare viteză care a spart structura chimică a magnetitei, astfel încât aceasta să nu mai fie magnetică.

„Am presupus că a fost creat pseudo-magnetitul [as] rezultatul meteorizării spațiului prin impactul micrometeoroizilor”, au spus cercetătorii, conduși de profesorul de la Universitatea Hokkaido, Yuki Kimura, într-un studiu publicat recent în Nature Communications.

Ce ramane…

Ryugu este un obiect relativ mic, fără atmosferă, ceea ce îl face mai susceptibil la intemperii spațiale – alterarea de către micrometeoroizi și vântul solar. 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 unui asteroid, deci nu au fost expuși mediului brutal al spațiului interplanetar. Ele pot fi, de asemenea, modificate pe măsură ce se prăbușesc prin atmosferă sau prin procese fizice de la suprafață. Cu cât este nevoie de mai mult pentru a găsi un meteorit, cu atât mai multe informații pot fi pierdute.

Odată parte dintr-un corp mult mai mare, Ryugu este un asteroid de tip C sau carbonice, ceea ce înseamnă că este format în principal din argilă și roci silicate. Aceste minerale au nevoie în mod normal de 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 părinte a fost zdrobit în bucăți într-o coliziune. Corpul părinte a fost, de asemenea, acoperit cu gheață de apă, ceea ce explică magnetitul, carbonații și silicații găsiți pe Ryugu – aceștia au nevoie de apă pentru a se forma.

Magnetita este un mineral feromagnetic (conținând fier și magnetic). Se găsește în toți asteroizii de tip C și poate fi folosit pentru a determina magnetizarea lor remanentă sau rămasă. Magnetizarea remanentă a unui asteroid poate dezvălui cât de intens era câmpul magnetic la momentul și locul formării magnetitei.

Kimura și echipa sa au reușit să măsoare magnetizarea remanentă în două fragmente de magnetit (cunoscute sub numele de framboids datorită formei lor specifice) din proba Ryugu. Este dovada a camp magnetic în nebuloasă, sistemul nostru solar s-a format și arată puterea acelui câmp magnetic în momentul în care s-a format magnetita.

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

…si ce s-a pierdut

Folosind holografia electronică, care se face cu un microscop electronic de transmisie care trimite unde de electroni de înaltă energie printr-un specimen, cercetătorii au descoperit că cele trei framboide în cauză nu aveau structuri chimice magnetice. Acest lucru le-a făcut drastic diferite de magnetită.

O analiză ulterioară cu microscopia electronică cu transmisie de scanare a arătat că particulele de magnetit erau în mare parte făcute din oxizi de fier, dar exista mai puțin oxigen în acele particule care și-au pierdut magnetismul, ceea ce indică faptul că materialul a experimentat o reducere chimică, unde electronii au fost donați sistemului. . Această pierdere de oxigen (și fier oxidat) a explicat pierderea magnetismului, care depinde de organizarea electronilor din magnetit. Acesta este motivul pentru care Kimura se referă la el drept „pseudo-magnetit”.

Dar ce a declanșat reducerea care a demagnetizat magnetita în primul rând? Kimura și echipa sa au descoperit că erau peste o sută de particule metalice de fier în partea specimenului din care proveneau framboidele demagnetizate. Dacă un micrometeorit de o anumită dimensiune ar fi lovit acea regiune a Ryugu, atunci ar fi produs aproximativ atâtea particule de fier din framboizii de magnetit. Cercetătorii cred că acest obiect misterios era destul de mic sau ar fi trebuit să se miște incredibil de repede.

„Odată cu creșterea vitezei de impact, dimensiunea estimată a proiectilului scade”, au spus ei în același studiu.

Pseudo-magnetitul ar putea suna ca un impostor, dar va ajuta de fapt investigațiile viitoare care caută să afle mai multe despre cum a fost sistemul solar timpuriu. Prezența acestuia indică prezența anterioară a apei pe un asteroid, precum și intemperii spațiale, cum ar fi bombardamentul cu micrometeoroizi, care au afectat compoziția asteroidului. Cât de mult magnetism s-a pierdut afectează și remanența generală a asteroidului. Remanența este importantă în determinarea magnetismului unui obiect și a intensității câmpului magnetic din jurul acestuia atunci când s-a format. Ceea ce știm despre câmpul magnetic timpuriu al Sistemului Solar a fost reconstruit din înregistrările de remanență, dintre care multe provin din magnetit.

Unele proprietăți magnetice ale acestor particule s-ar fi putut pierde cu eoni în urmă, dar s-ar putea câștiga mult mai mult în viitor din ceea ce rămâne.

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