Asteroïde Ryugu: “We weten dat er vloeibaar water bestond”
“We weten dat er vloeibaar water bestond.”
Asteroïde Ryugu in 2019 met de schaduw van het Japanse ruimtevaartuig “Hayabusa-2” (linksboven)
Bron: Image Alliance/Xinhua/JAXA
Drie jaar geleden bracht een ruimtesonde monsters van de 900 meter brede asteroïde Ryugu naar de aarde. Uit analyses blijkt dat sommige componenten zich al in de koude ruimte moeten hebben gevormd, ver van de sterren.
drDe asteroïde Ryugu bevat complexe organische moleculen die zich vóór de vorming van het zonnestelsel in koude gebieden van de ruimte moeten hebben gevormd. Dit blijkt uit de analyse van grondmonsters die drie jaar geleden door de Japanse ruimtesonde “Hayabusa-2” naar de aarde zijn gebracht. Sommige van deze polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s) ontstaan echter pas later bij hogere temperaturen, aldus het internationale onderzoeksteam. In het tijdschrift “Wetenschap”..
Onderzoekers omschrijven ringvormige verbindingen op basis van koolstofatomen als ‘aromatisch’. Het kreeg deze naam omdat stoffen van dit type die voor het eerst werden ontdekt een aangename geur hebben, dat wil zeggen aromatisch. Aromatische moleculen spelen een belangrijke rol in de organische chemie, die zich bezighoudt met complexe, op koolstof gebaseerde moleculen. ‘Polycyclisch’ betekent dat moleculen niet slechts één ring bevatten, maar meerdere ringen.
Polycyclische aromatische koolwaterstoffen kunnen een rol spelen bij het ontstaan van leven, bijvoorbeeld wanneer ze via meteorieten het oppervlak van kleine planeten bereiken. Dit is de reden waarom wetenschappers geïnteresseerd zijn om te weten wanneer deze moleculen ontstaan in de geschiedenis van de vorming van sterren en planeten.
Bodemmonsters genomen van de grote asteroïde Ryugu, met een doorsnede van ongeveer 900 meter, bieden hiervoor een mogelijkheid. “Hyabusa-2” werd gelanceerd in december 2014 en arriveerde in juni 2018 in Ryugu. De sonde landde tweemaal op het oppervlak van de asteroïde en gebruikte een speciaal apparaat om bodemmonsters te nemen – in totaal 5,4 gram. In november 2019 “Hyabusa-2″ -2” keerde vervolgens terug naar de aarde, waar de monstercapsule viel. In december 2020.
Onderzoek toont aan dat Ryugu-steenkorrels veel koolstofhoudende verbindingen bevatten, waaronder aminozuren en polycyclische aromatische koolwaterstoffen. Maar waar kwamen deze materialen vandaan? Om hier achter te komen gebruikten Sarah Zeichner van het California Institute of Technology en haar collega's in de VS een truc: ze profiteerden van het feit dat koolstof in verschillende versies bestaat, isotopen genaamd.
Deze isotopen bevatten verschillende aantallen neutronen in hun atoomkernen en hebben daarom verschillende gewichten. Dit heeft ook invloed op het chemische gedrag ervan: afhankelijk van de temperatuur waarop het molecuul werd gevormd, heeft het een ander mengsel van koolstofisotopen. Zeichner en haar collega's konden nu de PAK-isotoopverhoudingen in de Ryugu-monsters analyseren, maar ze misten vergelijkbare waarden.
Het werd feitelijk door onbekende processen in de koude ruimte gevormd
Hier kregen ze steun van een team van Curtin University in Australië. “We hebben de planten in het laboratorium onder gecontroleerde omstandigheden verbrand”, zegt Clete Grace, 's werelds grootste expert op het gebied van moleculaire paleontologie en isotopenchemie. Hierdoor konden wetenschappers op basis van de temperatuur bepalen welke isotopen PAK’s bevatten tijdens de verbranding – en deze resultaten vervolgens vergelijken met waarden uit de Ryugu-monsters.
Het resultaat: de in Ryugu gevonden PAK's die slechts twee of vier ringen hebben, lijken in een zeer koude omgeving te zijn gevormd. Daarom niet alleen in de warme of hete omgeving tijdens de vorming van de zon en zijn planeten, maar via voorheen onbekende processen in de koude ruimte ver buiten de sterren. Aan de andere kant vertonen PAK's die veel ringen bevatten, maar ook die met drie ringen, isotopenverhoudingen die consistent zijn met vorming bij hogere temperaturen.
Zeichner en haar collega's vermoeden dat de grotere PAK's alleen zijn gevormd door interacties in grote, nog hete lichamen in het jonge zonnestelsel, waaruit fragmenten zoals de Ryugu-asteroïde voortkwamen uit inslagen. “Dergelijke reacties zijn mogelijk in de aanwezigheid van vloeibaar water, en we weten dat er vloeibaar water aanwezig was in deze oorspronkelijke lichamen”, schreven de onderzoekers.
“Coffee fanatic. Gamer. Award-winning zombie aficionado. College student. Hardcore internet proponent. Twitter guru. Subtly charming bacon nerd. Thinker.”