שלושה מאמרים מאת צוות חוקרים שניתח דגימות של OSIRIS-REx , בהובלת אוניברסיטת אריזונה, חושפים בהרכבו של האסטרואיד בֶּנוּ ובהיסטוריה שלו פרטים חסרי תקדים
האסטרואיד בֶּנוּ (Bennu) — יעד משימת החזרת הדגימות OSIRIS-REx של נאס״א, שמנוהלת בידי אוניברסיטת אריזונה — הוא תערובת של חומרים מכל רחבי מערכת השמש, ואף מעבר לה. במשך כמה מיליארדי שנים תכולתו הייחודית והמגוונת השתנתה עקב אינטראקציות עם מים וחשיפה לתנאי חלל קשים.
הממצאים פורסמו בשלושה מאמרים חדשים שהתבססו על ניתוח דגימות בנו שהובאו לכדור הארץ ב-2023. קמפיין ניתוח הדגימות של OSIRIS-REx מתואם על-ידי המעבדה הירחית-פלנטרית (LPL) של אוניברסיטת אריזונה ומשתף מדענים מכל העולם. חוקרי LPL תרמו לכל שלושת המחקרים והובילו שניים מהם.
"זה מחקר שלא ניתן לבצע בטלסקופים," אמרה ג'סיקה בארנס, פרופסור חברה ב-LPL ומחברת-שותפה מובילה באחד המאמרים. "זה מרגש מאוד שסוף־סוף אנחנו יכולים לומר דברים כאלה על אסטרואיד שחלמנו להגיע אליו זמן רב ולבסוף החזרנו ממנו דגימות."
בנו מורכב מרסיסים של "אסטרואיד הורה" גדול יותר שהתפרק לאחר שהתנגש באסטרואיד אחר, כנראה בחגורת האסטרואידים בין מאדים לצדק. האסטרואיד ההורה עצמו נבנה מחומר שמוצאו ממקורות שונים — סמוך לשמש, רחוק ממנה, ואף מכוכבים אחרים — שהתאחד לפני יותר מארבעה מיליארד שנה בזמן היווצרות מערכת השמש. ממצאים אלה מתוארים במאמר הראשון, שהתפרסם ב-Nature Astronomy ונכתב במשותף על-ידי בארנס ואן נוין (Ann Nguyen) מחטיבת Astromaterials Research and Exploration Science , שבמרכז ג'ונסון של נאס״א ביוסטון.
"יתכן שהאסטרואיד ההורה של בנו נוצר בחלקים החיצוניים של מערכת השמש, אולי מעבר לכוכבי הלכת הענקיים צדק ושבתאי," אמרה בארנס. "אנו סבורות שהגוף הזה נפגע מאסטרואיד שהתנגש והתרסק. אחר כך הרסיסים התחברו מחדש — והתהליך הזה אולי חזר על עצמו כמה פעמים."
מבחינת הדגימות שהחזירה החללית OSIRIS-Rex, הצליחו בארנס ועמיתיה לקבל את תמונת העבר המקיפה ביותר עד כה. בין הממצאים: שפע של "אבק כוכבים" — חומר שקדם להיווצרות מערכת השמש. גילוי החומרים הקדומים הללו התאפשר גם בזכות מכשיר NanoSIMS במעבדתKuiper-Arizona , שמאפשר לחשוף איזוטופים של יסודות בקני מידה ננומטריים. גרגרי אבק הכוכבים מזוהים באמצעות הרכב איזוטופי חריג ביחס לחומרים שנוצרו במערכת השמש.
"אלו פיסות של אבק כוכבים מכוכבים שמזמן אינם קיימים, ושנכללו בענן הגז והאבק שממנו נוצרה מערכת השמש שלנו," אמרה בארנס. "בנוסף מצאנו חומר אורגני בעל איזוטופים חריגים, שכנראה נוצר במרחב הבין־כוכבי. מצאנו גם מוצקים שנוצרו קרוב יותר לשמש. ולראשונה אנו מראות שכל החומרים הללו מצויים בבנו."
הדמיון הכימי-איזוטופי בין דגימות מבנו לבין האסטרואיד דמויו ריוגו (Ryugu), שנדגם במשימת Hayabusa2 של יפן ב-2019, ובין המטאוריטים הפרימיטיביים ביותר שנמצאו על פני כדור הארץ — מצביע על כך שאסטרואידי האם שלהם יכלו להיווצר באזור משותף של מערכת השמש הקדומה. עם זאת, ההבדלים בדגימות בנו מרמזים שחומרי המוצא באזור זה השתנו עם הזמן, או שלא היו מעורבבים היטב כפי שסברו חוקרים אחדים.
הניתוחים מראים שחלק מהחומרים באסטרואיד ההורה שרדו תהליכים כימיים שונים — חימום, אינטראקציות עם מים — ואף את ההתנגשות האנרגטית שהביאה ליצירת בנו. עם זאת, מרבית החומרים עברו המרה בתהליכים הידרותרמיים, כפי שמדווח במאמר השני שפורסם ב-Nature Geoscience . מחקר זה מצא כי מינרלים באסטרואיד ההורה כנראה נוצרו, נמסו ונוצרו מחדש לאורך זמן בעקבות מפגש עם מים.
"אנחנו חושבים שאסטרואיד האם של בנו צבר הרבה קרח ממערכת השמש החיצונית, שנמס עם חלוף הזמן," אמר טום זגה, מנהל מעבדתKuiper-Arizona , שהוביל את המחקר במשותף עם טים מקוי, אוצר המטאוריטים בסמיתסוניאן.
הצוות מצא עדויות לכך שמינרלים סיליקטיים הגיבו עם מים נוזליים בטמפרטורות נמוכות יחסית — כ-25 מעלות צלזיוס, בערך "טמפרטורת חדר". "החום יכול היה להישאר מהתהליך הראשוני של ההתגבשות, כשאסטרואיד האם של בנו נוצר לראשונה, או שנוצר מהתנגשויות מאוחרות יותר, ייתכן בשילוב דעיכה של יסודות רדיואקטיביים בעומק הגוף. החום הכלוא יכול היה להמיס את הקרח שבתוך האסטרואיד", אמר זגה.
"עכשיו יש לך נוזל במגע עם מוצק — וחום. זה כל מה שצריך כדי להתחיל כימיה," אמר. "המים הגיבו עם המינרלים ויצרו את מה שאנו רואים כיום: דגימות שבהן ל-80% מהמינרלים יש מים במבנם הפנימי — שנוצרו לפני מיליארדי שנים, כשמערכת השמש עדיין הייתה בתהליך היווצרות."
הטרנספורמציה של חומרי בנו לא הסתיימה בכך. המאמר השלישי, שגם הוא פורסם ב-Nature Geoscience , מדווח על מכתשים מיקרוסקופיים ועל התזות זעירות של סלע שנמס פעם והתקשה על פני חלקיקי בנו — סימנים לכך שהאסטרואיד הופגז במיקרו-מטאוריטים. הפגיעות האלה, יחד עם רוח שמש, נקראות "בליית חלל" (space weathering). . התהליך מתרחש כי לבנו אין אטמוספרה שתגן עליו. לפי המחקר, הבלייה הזו מהירה בהרבה מן הסברה המקובלת. את המחקר הובילו לינדזי קלר ממרכז ג'ונסון של נאס״א ומישל תומפסון מאוניברסיטת פרדו.
כשרידים שנותרו מהיווצרות כוכבי הלכת לפני 4.5 מיליארד שנה, אסטרואידים מספקים תיעוד להיסטוריה של מערכת השמש. אך רבים מהם עשויים להיות שונים ממה שמטאוריטים מציעים לנו על פני כדור הארץ, אמר זגה. הסיבה: סוגים שונים של מטאוריטים (רסיסי אסטרואידים) נשרפים באטמוספרה ואינם מגיעים לקרקע.
"ואלו שכן מגיעים לקרקע יכולים להגיב עם האטמוספרה, במיוחד אם המטאוריט לא נאסף במהירות לאחר נפילתו," הוסיף. "לכן משימות החזרת דגימות כמו OSIRIS-REx הן קריטיות."
הנחיות גישה למאמרים קשורים
לאחר הפרסום, ניתן יהיה לגשת לשלושת המאמרים באמצעות מספרי ה-DOI הבאים:
עוד בנושא באתר הידען:
3 תגובות
אכן זו הדעה המקובלת. המים על כדור הארץ היו מוגבלים וחלקם גם הועפו לחלל בתקופה הארוכה של ההתנגשויות בראשית מערכת השמש, ומה שהציל זו האספקה השוטפת של מים מאותם שביטים.
מעניין.
תודה רבה
היו מים נוזליים על בנו! (כלומר, על אסטרואיד האם שלו.) מה שאומר… שיכול להיות שהחיים החלו על אסטרואידים, והיגרו לכדור הארץ כשהוא התקרר והמים שלו הפכו לימים ואוקינוסים.