این سنگ های فضایی کمیاب، رازهای دوران ابتدایی منظومه شمسی را فاش می‌کنند

نتایج بررسی اولیه سنگ های فضایی کمیاب استخراج شده از سیارک ریوگو منتشر شد. این سیارک به ۴.۶ میلیارد سال قبل تعلق دارد و می‌تواند از رازهای دوران ابتدایی منظومه شمسی پرده بردارد.

در سال ۲۰۲۰ وقتی مهندسان و دانشمندان سازمان فضایی ژاپن متوجه شدند که کاوشگر هایابوسا 2 توانسته با موفقیت از سیارک ریوگو نمونه‌برداری کند و در مسیر بازگشت به زمین قرار دارد، موجی از شادی آن‌ها را فرا گرفت. پس از یک ماموریت ۸ ساله به سیارکی به نام Ryugu که ۴.۶ میلیارد سال عمر داشت، هایابوسا 2 سنگ های فضایی کمیاب و مهمی را به زمین می‌آورد.

بررسی سنگ های فضایی کمیاب کاوشگر هایابوسا 2

حالا ۱۸ ماه از پایان ماموریت Hayabusa2 گذشته و دانشمندان گنجینه‌هایی که با خود به زمین آورده است را در معرض طیف گسترده‌ای از آزمایشات قرار داده‌اند. سازمان فضایی ژاپن (JAXA) حدس میزد که نمونه های جمع‌آوری شده توسط هایابوسا 2 از نظر علمی بسیار با ارزش باشند و خوشبختانه بررسی‌های شیمیایی اولیه نیز این موضوع را تایید کردند.

در ۱۹ خرداد، دانشمندان جاکسا نتایج اولین ارزیابی دقیق خود از سنگ های فضایی کمیاب گرفته شده از سیارک ریوگو را در قالب مقاله‌ای در مجله Science منتشر کردند. Shogo Tachibana، دانشمند ارشد جاکسا در ارزیابی اولیه نمونه‌ها گفت:

ما متوجه شدیم که ریوگو دست نخورده‌ترین Cl Chondrite یافت شده توسط بشر است.

به بیانی دیگر سنگ های فضایی کمیاب به دست آمده از ریوگو قدیمی ترین نمونه‌هایی هستند که انسان‌ها توانسته‌اند در زمین بررسی کنند. این نمونه‌ها می‌توانند همچون درگاهی ما را به روزهای اولیه شکل‌گیری منظومه شمسی ببرند، یعنی زمانی که خورشید تنها یک ستاره تازه متولد شده بود و سیارات هم در حال شکل‌گیری بودند.

اگرچه مقاله منتشر شده یک گام مهم برای درک ریوگو به حساب می‌آید، اما ما هنوز فاصله زیادی با درک اسرار منظومه شمسی و جایگاه خود در آن داریم. در ادامه بیشتر به اهمیت این مسئله می‌پردازیم.

سفری به قصر اژدها

در سال ۲۰۱۴، کاوشگر هایابوسا 2 سفر خود به ریگو را آغاز کرد. در داستان‌های قدیمی ژاپنی قصری جادویی به نام ریوگو زیر یک آبشار وجود دارد. ریوگو به معنی قصر اژدها است و مرکز بررسی ریز سیاره‌ها نیز با در نظر گرفتن این داستان‌ها، نام ریوگو را برای سیارک مورد اشاره انتخاب کرد.

این سیارک در زمره رایج‌ترین نوع سیارک‌ها در منظمع شمسی یعنی سیارک‌های کلاس سی قرار می‌گیرد و شبیه یک فرفره است. همچنین مدار حرکت این سیارک به دور خورشید دورتر از مریخ قرار دارد. برخی دانشمندان بر این باورند که این نوع سیارک‌ها مواد اولیه مورد نیاز برای شکل‌گیری حیات را به زمین آورده‌اند و همین نیز سبب شد که جاکسا کاوشگری را برای بررسی ریوگو و جمع‌آوری نمونه‌هایی از سطح آن به فضا بفرستد.

پس از یک سفر ۴ ساله، هایابوسا 2 با سیارک مورد نظر ملاقات کرد و در سال ۲۰۱۹ دو بار روی آن فرود آمد تا سنگ های فضایی کمیاب مورد نظر جاکسا را درون یک کپسول مخصوص ذخیره کند. این کپسول در سال ۲۰۲۰ در یکی از مناطق دور افتاده استرالیا فرود آمد و محموله ارزشمندش مورد ارزیابی قرار گرفت.

کاوشگر سازمان فضایی ژاپن توانسته بوده در طول دو بار فرود روی سطح سیارک، مجموعا ۵.۴ گرم از مواد سطحی و زیر سطحی آن را جمع‌آوری کند. این مواد به شکل سنگریزه‌ها و سنگ‌های کوچک هستند و اندازه آنها نیز حداکثر به یک سانتی‌متر می‌رسد.

در پژوهشی که نتیجه آن چند روز پیش منتشر شد، مقدار بسیار کمی از این سنگ های فضایی کمیاب (حدود ۲ درصد از کل نمونه) مورد ارزیابی قرار گرفتند تا ساختار و ترکیبات سیارک و همچنین چگونگی شکل‌گیری و انتقال حیات در آن بررسی شود. دانشمندان برای این کار به میکروسکوپ‌های الکترونی قوی و طیف‌سنج نیاز داشتند. این ابزارها می‌توانند با بررسی نحوه انعکاس نور از سطح یک شیء به مواد شیمیایی موجود در آن پی ببرند.

دانشمندان در نهایت به این نتیجه رسیدند که ریگو احتمالا پس از برخورد یک جرم سنگی بزرگ با یک جرم سنگی دیگر در اوایل دوران شکل‌گیری منظومه شمسی ایجاد شده است. در روزهای اولیه منظومه شمسی شرایط چندان آرام نبود و به همین خاطر این اتفاقات زیاد رخ میداد.

موادی که در نتیجه این برخورد از جرم مادر جدا شدند، به خاطر نیروی گرانش در نهایت با هم ادغام شده و به شکل یک سیارک فرفره شکل درآمدند. بررسی‌ها نشان می‌دهند که این برخورد احتمالا ۲ تا ۴ میلیون سال پس از شکل‌گیری منظومه شمسی رخ داده است؛ اما با توجه به تغییر نمونه‌ها توسط آب می‌توان گفت که سیارک به ۵ میلیون سال پس از تولد منظومه شمسی تعلق دارد.

Tachibana در این رابطه گفت:

همه‌چیز در یک بازه زمانی خیلی خیلی اولیه پس از شکل‌گیری منظومه شکسی رخ داد. از آن زمان سیارک به نوعی در یک خواب زمستانی فرو رفته و ترکیب آن هم تغییر چندانی را به خود ندیده است.

دلیل اهمیت شهاب‌سنگ‌ها

برای درک اهمیت این سنگ های فضایی کمیاب، باید ابتدا نگاهی به سنگ‌هایی کنیم که روی زمین افتاده‌اند. دانشمندان آنها را شهاب‌سنگ می‌نامند. شهاب‌سنگ‌ها را می‌توان با توجه به ساختار و مواد آنها به سه دسته تقسیم کرد. کمیاب ترین نوع از شهاب‌سنگ‌ها در دسته CL Chrondrite قرار می‌گیرند. از سال ۱۸۰۰ میلادی تاکنون تنها شاهد افتادن ۵ شهاب‌سنگ از این نوع به زمین بوده‌ایم.

معروف‌ترین آنها Orgueil fall است که در ۱۸۶۴ در فرانسه رخ داد و دیگری Ivuna نام دارد که در تانزانیا کشف شد. Ashley King، دانشمندی که مسئولیت بخش مواد معدنی و علوم سیاره‌ای موزه تاریخ طبیعی لندن را بر عهده دارد، در این رابطه گفت:

برخلاف سایر شهاب‌سنگ‌ها، ترکیبات آنهایی که با نام Cl Chondrite شناخته می‌شوند، تکامل نیافته یا تغییر نکرده است. به همین خاطر آنها می‌توانند به ما درباره ساختار اولیه منظومه شمسی اطلاعات بدهند.

شاید با خود بگویید که پس سنگ های فضایی کمیاب سیارک ریوگو ارزش این همه دردسر و هزینه را نداشته و دانشمندان می‌توانسته‌اند با بررسی دقیق‌تر شهاب‌سنگ‌های سقوط کرده در زمین به این اطلاعات پی ببرند؛ اما اینگونه نیست. وقتی یک تکه سنگ وارد زمین می‌شود، تغییر می‌کند.

در واقع وقتی سنگ از اتمسفر می‌گذرند، داغ می‌شوند و در نتیجه مواد معدنی و شیمیایی جدیدی در آن شکل می‌گیرد. سپس هنگامی که به سطح زمین می‌رسد نیز رطوبت و برخورد با آب آن را تغییر می‌دهد. وقتی دانشمندان به بررسی این شهاب‌سنگ‌ها می‌پراختند، مطمئن نبودند که چه ترکیباتی به صورت طبیعی در آنها وجود داشته و چه ترکیباتی از زمان ورود به زمین ایجاد شده‌اند.

این مسئله همچون یک معمای غیر قابل حل برای شهاب‌سنگ‌شناسان باقی مانده بود تا اینکه سنگ های فضایی کمیاب جمع‌آوری شده از ریوگو نشان دادند ترکیب شیمیایی یک سیارک در فضا چیست. مقاله منتشر شده توسط جاکسا سبب حیرت بسیاری از دانشمندان شده است. Gretchen Benedix، دانشمند علوم سیاره‌ای در دانشگاه کرتین در غرب استرالیا گفت:

واکنش من پس از اولین باری که مقاله را خواندم این بود: اوه، خدای من! من واقعا از نتایج این پژوهش شگفت‌زده شده‌ام و حتی نمي‌توانم کلمات مناسبی را برای نشان دادن اهمیت و جذابیت فوق‌العاده بالای داشتن این نوع شهاب‌سنگ برای مطالعات آینده بیان کنم.

به طور خلاصه دانشمندان حالا به دوران اولیه حیات منظومه شمسی دسترسی دارند و همین نیز می‌تواند نتایج بسیار زیاد و مهمی برای پژوهش‌های آتی داشته باشد. این طور به قضیه نگاه کنید: سازمان فضایی ژاپن توانسته به شهاب‌سنگی دسترسی پیدا کند که هرگز با زمین برخورد نکرده و به همین خاطر ترکیبات آن تغییر نیافته است. این یک دستاورد به‌یادماندنی است.

مسیر پیش رو

انتشار این مقاله تنها یک گام اولیه برای دانشمندان جاکسا به حساب می‌آید و انتظار داریم که در طول ماه‌های آینده جزئیات بسیار بیشتری درباره سنگ های فضایی کمیاب ریوگو منتشر شود. این جزئیات می‌توانند شامل نیروی مغناطیسی سیارک و چگونگی تغییرات آن در مواجهه با شرایط فضا، بادهای خورشیدی و تشعشعات کیهانی شوند.

البته این فقط سازمان فضایی ژاپن نیست که به ریوگو علاقه دارد. در آذر ماه ۱۳۹۹ ناسا نیز ۱۰ درصد از این سنگ های فضایی کمیاب را دریافت کرد. آنها هم می‌خواستند این سنگ ها را در معرض آزمایش‌های گوناگون قرار دهند و هم یافته‌های جاکسا را با یافته‌های ماموریت Osiris-Rex (انجام شده در سال ۲۰۲۰ برای بررسی سیارک Bennu) مقایسه کنند.

جالب اینجاست که هنوز داستان ریوگو هنوز تمام نشده است. همین هفته دانشمندان جاکسا گزارش کردند که توانسته‌اند در نمونه‌های جمع‌آوری شده از روگیو آمینو اسید هم پیدا کنند. آمینو اسیدها به عنوان سنگ بنای حیات شناخته می‌شوند. اگرچه هنوز جزئیات کامل مرتبط با این مورد اعلام نشده است؛ اما این کشف مهم می‌تواند نظریه آمدن حیات به کره زمین از فضای بیرونی را تقویت کند.

همزمان که دانشمندان در سرتاسر دنیا به بررسی نمونه‌های جمع‌آوری شده از ریوگو و بنو می‌پردازند، دید ما نسبت به روزهای اولیه منظومه شمسی نیز کامل‌تر می‌شود. حتی ممکن است با بررسی این سنگ های فضایی کمیاب روزی با قطعیت بگوییم که چگونه حیات شکل‌ گرفته است.