ปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ได้ดูวัสดุที่รวบรวมจากดาวเคราะห์น้อยใกล้เคียง 162173 Ryugu เป็นครั้งแรก ตอนนี้ผลการศึกษาเหล่านั้นได้รับการเปิดเผย และได้ให้ความกระจ่างเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของระบบสุริยะของเราและการเดินป่าอันยาวนานของผู้พเนจรในจักรวาลนี้
ที่วงโคจรที่ใกล้ที่สุด ดาวเคราะห์น้อย 162173 Ryugu อยู่ห่างจากโลกเพียง 60,000 ไมล์ นั่นเป็นเพียงหนึ่งในสี่ของระยะทางถึงดวงจันทร์ แต่จากผลการวิจัยใหม่ของทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติ ก้อนหินก้อนนี้เริ่มการเดินทางในจักรวาลเมื่อกว่า 4 พันล้านปีก่อน และห่างออกไปหลายพันล้านไมล์ ในส่วนนอกของระบบสุริยะของเรา มันเดินทางไปหาเราในอวกาศ โดยนำประวัติศาสตร์ของมุมนี้ของจักรวาลมาใช้ในกระบวนการนี้
การเปิดเผยเหล่านี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของผลลัพธ์ของความพยายามระดับโลกในการศึกษาตัวอย่างจากพื้นผิวของ Ryugu จุดฝุ่นดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้ถูกรวบรวมอย่างระมัดระวังและส่งกลับมายังโลกโดย Hayabusa 2 ซึ่งเป็นภารกิจที่ดำเนินการโดยหน่วยงานอวกาศของญี่ปุ่น JAXA และส่งไปยังสถาบันต่างๆทั่วโลก นักวิทยาศาสตร์ได้นำเศษเล็กเศษน้อยเหล่านี้ผ่านการทดลองหลายสิบครั้งเพื่อไขความลับของพวกมัน เพื่อดูว่าพวกมันทำมาจากอะไร และดาวเคราะห์น้อยที่พวกมันก่อตัวขึ้นได้อย่างไร
“สำหรับนักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์ นี่เป็นข้อมูลระดับแรกที่มาจากระบบสุริยะโดยตรง และด้วยเหตุนี้ข้อมูลดังกล่าวจึงประเมินค่าไม่ได้” — Esen Ercan Alp, Argonne Distinguished Fellow
ผลการวิจัยที่ ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ใน Scienceได้รวบรวมผู้เขียนจากสถาบันมากกว่า 100 แห่งใน 11 ประเทศ หนึ่งในนั้นคือห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Argonne ของกระทรวงพลังงานสหรัฐ (DOE) ซึ่งเป็นที่ตั้งของ Advanced Photon Source (APS) ซึ่งเป็นหน่วยงานผู้ใช้ของสำนักงานวิทยาศาสตร์ของ DOE APS สร้างลำแสงเอ็กซ์เรย์ที่สว่างมาก ซึ่งสามารถใช้กำหนดองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างของตัวอย่างอะตอมทีละอะตอม
Argonne Distinguished Fellow Esen Ercan Alp นำทีมวิจัยที่ Argonne ซึ่งรวมถึงนักฟิสิกส์และหัวหน้ากลุ่ม Jiyong Zhao และนักฟิสิกส์ Michael Hu และนักวิทยาศาสตร์ beamline Barbara Lavina ทั้ง Argonne และ University of Chicago ทั้งหมดเป็นผู้เขียนร่วมในบทความ
Alp และทีมของเขาทำงานมาหลายปีเพื่อรวมไว้ในการศึกษานี้ Alp กล่าวว่าการสนับสนุนหลักของ APS เป็นเทคนิคเอ็กซ์เรย์เฉพาะที่เขาและทีมของเขาเชี่ยวชาญ เรียกว่า Mössbauer spectroscopy ซึ่งตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ Rudolf Mössbauer และมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในเคมีของตัวอย่าง เทคนิคนี้ทำให้ Alp และทีมของเขาสามารถกำหนดองค์ประกอบทางเคมีของเศษชิ้นส่วนเหล่านี้ทีละอนุภาคได้
สิ่งที่พวกเขาและเพื่อนร่วมงานในต่างประเทศพบนั้นน่าประหลาดใจ Alp กล่าว
“มีหลักฐานเพียงพอที่ Ryugu เริ่มต้นในระบบสุริยะชั้นนอก” เขากล่าว “ดาวเคราะห์น้อยที่พบในส่วนนอกของระบบสุริยะจะมีลักษณะที่แตกต่างจากที่พบใกล้กับดวงอาทิตย์”
APS กล่าวว่า Alp พบหลักฐานหลายชิ้นที่สนับสนุนสมมติฐานนี้ ประการหนึ่ง ธัญพืชที่ประกอบเป็นดาวเคราะห์น้อยนั้นละเอียดกว่าที่คุณคาดไว้มากหากก่อตัวขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่า อีกประการหนึ่ง โครงสร้างของชิ้นส่วนนั้นเป็นรูพรุน ซึ่งหมายความว่าครั้งหนึ่งมันเคยอุ้มน้ำและน้ำแข็ง อุณหภูมิและน้ำแข็งที่ต่ำกว่าเป็นเรื่องปกติในระบบสุริยะชั้นนอก Alp กล่าว
ชิ้นส่วนริวงูมีขนาดเล็กมาก ตั้งแต่ 400 ไมครอนหรือขนาดเส้นขนมนุษย์ 6 เส้น ไปจนถึงเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มิลลิเมตร แต่ลำแสงเอ็กซ์เรย์ที่ใช้ในบีมไลน์ 3-ID-B สามารถโฟกัสได้ลึกถึง 15 ไมครอน ทีมงานสามารถตรวจวัดชิ้นส่วนแต่ละชิ้นได้หลายครั้ง พวกเขาพบโครงสร้างที่มีรูพรุนและมีเนื้อละเอียดเหมือนกันทั่วทั้งตัวอย่าง
ด้วยความสามารถด้านสเปกโทรสโกปีที่ได้รับการปรับแต่งอย่างประณีตของ APS ทีมงานจึงสามารถวัดปริมาณการเกิดออกซิเดชันที่ตัวอย่างได้รับ สิ่งนี้น่าสนใจเป็นพิเศษเนื่องจากตัวชิ้นส่วนเองไม่เคยสัมผัสกับออกซิเจน พวกมันถูกส่งมาในภาชนะที่ปิดสนิทสุญญากาศ ในสภาพที่บริสุทธิ์จากการเดินทางข้ามอวกาศ
ในขณะที่ทีม APS พบองค์ประกอบทางเคมีที่คล้ายกับอุกกาบาตที่พุ่งชนโลก โดยเฉพาะกลุ่มที่เรียกว่า CI chondrites ซึ่งมีเพียง 9 อย่างที่รู้กันว่ามีอยู่บนโลก พวกเขาค้นพบบางสิ่งที่ทำให้ชิ้นส่วน Ryugu แตกต่างออกไป
การวัดด้วยสเปกโทรสโกปีพบว่ามีแร่ไพร์โรไทต์จำนวนมาก ซึ่งเป็นธาตุเหล็กซัลไฟด์ที่ไม่มีที่ไหนเลยที่จะพบในตัวอย่างอุกกาบาตจำนวน 12 ตัวอย่างที่ทีมศึกษาด้วย โดยได้รับความอนุเคราะห์จากผู้ทำงานร่วมกันชาวฝรั่งเศส Mathieu Roskoz (พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติ) และปิแอร์ เบ็ค (Universite Grenoble Alpes) . ผลลัพธ์นี้ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์จำกัดอุณหภูมิและตำแหน่งของดาวเคราะห์น้อยแม่ของริวงูในขณะที่มันก่อตัวขึ้น
