Hayabusa2 pomaga badaczom zrozumieć pochodzenie życia we wczesnym Układzie Słonecznym

Ryugu to planetoida typu C – bogata w węgiel – o średnicy 900 m. Źródło: 2019 Seiji Sugita et al. Science

Pierwsze dane otrzymane z sondy Hayabusa2 krążącej wokół planetoidy Ryugu pomagają naukowcom lepiej badać warunki panujące we wczesnym Układzie Słonecznym. Sonda kosmiczna zebrała ogromne ilości zdjęć i innych danych dostarczając badaczom wiele wskazówek dotyczących historii Ryugu, m.in. o tym jak mogła oddzielić się od większego ciała macierzystego. Informacje te z kolei pozwalają naukowcom lepiej szacować ilość i rodzaje materii niezbędnych dla życia, a obecnych w czasach formowania się Ziemi.

“Ziemia się zatrzęsła. Moje serce waliło jak młot. Zegar odliczał: trzy, dwa, jeden, start” mówi prof. Seiji Sugita z Uniwersytetu Tokijskiego. “Nigdy nie byłem taki podekscytowany i zdenerwowany jednocześnie – to nie był tylko jeszcze jeden eksperyment naukowy zamontowany na szczycie rakiety. To była kulminacja pracy mojego życia oraz nadzieje i marzenia mojego całego zespołu”.

W środę, 3 grudnia 2014 roku, pomarańczowo-biała rakieta o wysokości 50 metrów i masie 300 ton wystartowała z Centrum Kosmicznego Tanegashima w Japonii wysyłając sondę Hayabusa2 w przestrzeń kosmiczną. Jej dokładnie obliczona trajektoria przeprowadziła sondę jeszcze raz w pobliżu Ziemi, aby nabrała ona prędkości potrzebnej aby dotrzeć do planetoidy w pasie planetoid między orbitami marsa i Jowisza. Celem sondy była planetoida Ryugu, do której Hayabusa2 dotarła na czas w środę 27 czerwca 2018 roku.

Od tego czasu sonda wykorzystuje całą paletę kamer i instrumentów do wykonywania zdjęć i zbierania danych o Ryugu, które bezustannie przesyła na Ziemię. Sonda nawet wykonała krótkie, miękkie lądowanie przygotowując się do drugiego, w trakcie którego zbierze trochę regolitu z powierzchni, który dostarczy z powrotem na Ziemię. Naukowcy będą musieli poczekać na próbki do 2020 roku, ale w międzyczasie także mają pełne ręce roboty.

Ryugu charakteryzuje się nietypowo niskim albedo 2 procent, zatem dla naszych oczu jest ona ciemniejsza od węgla. Źródło: Seiji Sugita et al.

“Już w kilka miesięcy po tym jak otrzymaliśmy pierwsze dane, dokonaliśmy pierwszych obiecujących odkryć” mówi Sugita. “Najważniejszym jest ilość, a właściwie brak, wody na Ryugu. Planetoida jest znacznie bardziej sucha niż oczekiwaliśmy, a zważając na to, że Ryugu jest dość młoda (jak na planetoidy), a jej wiek szacuje się na 100 milionów lat, wskazuje to, że ciało macierzyste także było w dużej mierze pozbawione wody”.

Według współpracowników Sugity, którzy napisali towarzyszący artykuł naukowy, róże instrumenty zainstalowane na pokładzie sondy Hayabusa2, w tym kamera obserwująca w zakresie widzialnym czy spektrometr obserwujący bliską podczerwień, potwierdzają brak wody. To ważna informacja, bowiem uważa się, że cała woda na Ziemi, włącznie z tą tworzącą 70 procent naszych ciał, pochodzi z lokalnych planetoid, odległych komet i mgławicy lub obłoku pyłowego, z którego powstało Słońce. Obecność suchych planetoid w pasie planetoid zmieni modele wykorzystywane do opisywania składu chemicznego wczesnego układu słonecznego. Ale jakie to ma znaczenie?

“Życie” tłumaczy Sugita. “To ma swoje konsekwencje dla poszukiwania życia. W kosmosie istnieje niepoliczalna ilość układów planetarnych, a poszukiwanie życia poza naszym układem wymaga jakiegoś kierunku. Nasze wyniki mogą pomóc dopracować modele, które mogą pomóc nam zawęzić liczbę układów planetarnych, które powinniśmy dokładniej badać”.

Ale nie chodzi tylko o wodę; inne związki niezbędne dla życia także występują na planetoidach, a Ryugu także pod tym względem nas zaskakuje. Aby zrozumieć dlaczego, warto wiedzieć, że Hayabusa2 nie jest jedyną sondą badającą obecnie planetoidy. W 2016 roku NASA wyniosła w przestrzeń kosmiczną sondę OSIRIS-REx, która dotarła do planetoidy Bennu w dniu 3 grudnia 2018 roku, dokładnie cztery lata po starcie Hayabusa2.

Nie wiadomo na razie w jaki sposób obiekt macierzysty, z którego oddzieliła się Ryugu, stał się tak suchy. Być może od wnętrza ogrzewany był przez pierwiastki radioaktywne, albo przez długi czas bombardowany był przez inne skały. Źródło: Sugita et al.

Te dwa projekty jednak ze sobą nie rywalizują, a aktywnie dzielą się informacjami i danymi, które mogą pomóc drugiemu zespołowi. Badacze porównują badane przez siebie planetoidy, aby dowiedzieć się więcej niż byłoby to możliwe gdybyśmy posiadali tylko jedną sondę. Choć pod wieloma względami planetoidy są od siebie podobne, Bennu i Ryugu w kilku aspektach bardzo się od siebie różnią. Oba obiekty są ekstremalnie ciemne, mają podobny kształt i pokryte są dużymi głazami, ale na Ryugu jest znacznie mniej wody. Ta różnica sprawiła, że naukowcy od jakiegoś czasu mocno drapią się po głowach.

“Miałem nadzieję, że Ryugu będzie charakteryzowała się większą różnorodnością, na co wskazywały wcześniejsze obserwacje prowadzone z Ziemi. Ale każdy element powierzchni i każdy głaz na Ryugu przypomina wszystkie inne i wykazują dokładnie ten sam brak wody” mówi Sugita. “Niemniej jednak, to co wydawało się wcześniej ograniczeniem, teraz dostarcza nam nowych informacji; jednorodność Ryugu dowodzi zdolności naszych instrumentów do zbierania zniuansowanych danych. Tak wiele badań naukowych wymaga kontrolowania zmienności, a tutaj Ryugu robi to za nas”.

Podczas gdy Hayabusa2 kontynuuje badanie naszego małego skalistego towarzysza, badacze stopniowo poznają jego historię, która powiązana jest z historią Ziemi. Sugita i jego współpracownicy wierzy, że Ryugu pochodzi z planetoidy macierzystej o rozmiarach kilkudziesięciu kilometrów, najprawdopodobniej z rodziny planetoid Polana lub Eulalia.

“Dzięki temu, że jednocześnie mamy dostęp do Hayabusa2 oraz OSIRIS-REx, w końcu staramy się dowiedzieć jak te dwie planetoidy powstały” mówi Sugita. “To, że Bennu i Ryugu mogą być rodzeństwem, a jednocześnie tak bardzo różnić się pod pewnymi względami wskazuje, że przed nami jeszcze odkrycie wielu ekscytujących i tajemniczych procesów astronomicznych”.

Źródło: University of Tokyo

Author: Radek Kosarzycki

Niedoszły astronom. Prawie filolog. Aspołeczny popularyzator nauki. Kulturalny cham.