Próbki materii z planetoidy Itokawa wiele mówią o historii Układu Słonecznego

Wzory na powierzchni jednego z mikroskopowych rozmiarów ziaren pyłu z powierzchni planetoidy Itokawa. Źródło: JAXA
Wzory na powierzchni jednego z mikroskopowych rozmiarów ziaren pyłu z powierzchni planetoidy Itokawa. Źródło: JAXA

W 2003 roku japońska agencja kosmiczna JAXA (Japanese Aerospace Exploration Agency) wystrzeliła w przestrzeń kosmiczną sondę Hayabusa. Celem misji było dotarcie do planetoidy 25143 Itokawa w 2005 roku. Po dotatciu na miejsce sonda zbadała liczne cechy Itokawy, włącznie z jej kształtem, topografią, składem chemicznym, barwą, spinem, gęstością czy historią. Jednak najbardziej ekscytującą częścią misji było zebranie próbek materii z planetoidy i przesłanie ich na Ziemię.

W toku misji pojawiły się liczne komplikacje, włącznie z awarią Minervy, mini-lądownika, który miał odłączyć się od Hayabusy. Jednak Hayabusa wylądowała na planetoidzie i zebrała próbki materii – niewielkie ziarna materii znajdującej się na powierzchni Itokawy.  Była to pierwsza misja, która obejmowała lądowanie, zebranie próbek i przesłanie ich na Ziemię od czasu misji na Księżyc.

Gdy zebrana materia powróciła na Ziemię w 2010 roku, a naukowcy potwierdzili, że to faktycznie materia z powierzchni planetoidy, wśród naukowców zapanowało podekscytowanie. Owe ziarna miały stać się kluczem do zrozumienia wczesnego okresu Układu Słonecznego, kiedy to formowały się dopiero obiekty planetarne. I faktycznie – zebrana na Itokawie materia przedstawiała gwałtowną historię ostatnich 4,5 miliarda lat.

Same ziarna były naprawdę mikroskopicznych rozmiarów – ich średnica sięgała 10 mikrometrów. Wzory na ich powierzchni trzeba było liczyć w nanometrach. Początkowo naukowcy uważali, że wszystkie wzory na powierzchni ziaren były tego samego typu. Jednak zespół badawczy wykorzystał mikroskopy elektronowe oraz techniki mikrotomografii rentgenowskiej do odkrycia czterech różnych typów wzorów na powierzchni ziaren materii z planetoidy.

Sonda Hayabusa spłonęła przy wejściu w ziemską atmosferę, jednak kapsuła zawierająca próbki przetrwała. Błyszczący fragment w dolnej części czoła strumienia odłamków to kapsuła z próbkami. Zdjęcie: NASA Ames, domena publiczna
Sonda Hayabusa spłonęła przy wejściu w ziemską atmosferę, jednak kapsuła zawierająca próbki przetrwała. Błyszczący fragment w dolnej części czoła strumienia odłamków to kapsuła z próbkami. Zdjęcie: NASA Ames, domena publiczna

Pierwszy wzór, który mógł powstać 4,5 miliarda lat temu wykazywał cechy krystalizacji spowodowanej intensywnym ogrzewaniem. W tym okresie czasu Itokawa była częścią większej planetoidy. Drugi wzór wskazuje na kolizję z meteorem, do której doszło około 1,3 miliarda lat temu. Kolejny wzór powstał wskutek oddziaływania z wiatrem słonecznym między 1 milionem a 1 tysiącem lat temu. Czwarty wzór odkryty przez naukowców wskazuje na tarcie między poszczególnymi ziarnami.

Zebrane dane prowadzą do wniosku, że Itokawa nie zawsze charakteryzowała się obecnym kształtem i formą. Gdy powstała ponad 4 miliardy lat temu jej rozmiary były około 40 razy większe od obecnych. Obiekt macierzysty uległ zniszczeniu i naukowcy uważają, że Itokawa powstała właśnie z fragmentów tego obiektu.

Jeżeli jeszcze miałeś jakieś wątpliwości co do burzliwej natury Układu Słonecznego, ziarna materii z Itokawy powinny je rozwiać. Kolizje, fragmentacje, bombardowania i oczywiście wiatr słoneczny – to wydaje się normą w historii Układu Słonecznego.

Samo zebranie próbek z Itokawy było tak naprawdę efektem dużej ilości szczęścia. Mechanizm zbierania próbki na pokładzie Hayabusy uległ awarii, a ziarna pyłu, które po latach dotarły na Ziemie zostały zdmuchnięte z powierzchni podczas lądowania sondy. Po jakimś czasie część z tych ziaren opadając opadła na kapsułę przeznaczoną na zebrane próbki.

Swoją drogą JAXA już wyniosła w przestrzeń kosmiczną następcę sondy Hayabusa – o nazwie Hayabusa 2. Sonda została wystrzelona w grudniu 2014 roku i zmierza aktualnie do planetoidy 162173 Ryugu. Powinna do niej dotrzeć w lipcu 2018 roku, a następnie spędzi w jej pobliżu około 1.5 roku. Hayabusa 2 także została zaprojektowana z myślą o zebraniu próbek materii i przesłaniu ich na Ziemię – tym razem jednak sonda spróbuje wbić się w powierzchnię planetoidy i pobrać próbki spod powierzchni. Hayabusa 2 powinna powrócić na Ziemię w grudniu 2020 roku.

Wizja artystyczna przedstawiająca sondę Hayabusa oddalającą się od Ziemi. Źródło: JAXA
Wizja artystyczna przedstawiająca sondę Hayabusa oddalającą się od Ziemi. Źródło: JAXA

Sonda Hayabusa doświadczyła kilku usterek, włącznie z usterką lądownika, problemami z pobraniem próbki, a nawet uszkodzeń paneli słonecznych wskutek rozbłysku słonecznego, które doprowadziły do obniżenia ilości energii i opóźnienia w dotarciu do Itokawy. A mimo to – była to udana misja.

Jeżeli Hayabusa 2 uniknie przynajmniej niektórych z tych problemów, kto wie czego możemy się dowiedzieć z bardziej planowo zebranych próbek?

Źródło: UniverseToday