Ryugus dehydrierte Oberfläche, die durch die Weltraumverwitterung verursacht wurde, verbirgt sein wasserreiches Inneres und bietet neue Einblicke in die Zusammensetzung von Asteroiden und die Entwicklung des Sonnensystems.
Eine große internationale Zusammenarbeit nutzte dasDiamant-Lichtquelle, die nationale Synchrotronanlage des Vereinigten Königreichs, soll Körner untersuchen, die von einem erdnahen Asteroiden gesammelt wurden, um unser Verständnis der Entwicklung unseres Sonnensystems zu verbessern.
Ein Forscherteam dernutzte die Nanoprobe-Beamline I14 von Diamond Light Source, um eine chemische Analyse eines Fragments des Ryugu-Asteroiden mithilfe der Röntgenabsorptions-Nahkantenspektroskopie (XANES) durchzuführen. Die detaillierte Zusammensetzung des Asteroiden wurde untersucht, indem die chemischen Zustände der Elemente im Asteroidenmaterial kartiert wurden. Zusätzlich wurde ein Elektronenmikroskop im Electron Physical Science Imaging Center (ePSIC) von Diamond verwendet, um die Asteroidenkörner zu untersuchen.
Julia Parker ist leitende Beamline-Wissenschaftlerin für I14 bei Diamond. Sie sagte: „Die Röntgen-Nanosonde ermöglicht es Wissenschaftlern, die chemische Struktur ihrer Proben im Mikrometer- bis Nanobereich zu untersuchen, was durch die Nano- bis Atomauflösung der Bildgebung am ePSIC ergänzt wird. Es ist sehr spannend, zum Verständnis dieser einzigartigen Proben beitragen zu können und mit dem Team in Leicester zusammenzuarbeiten, um zu demonstrieren, wie die Techniken an der Strahllinie und entsprechend am ePSIC künftigen Probenrückführungsmissionen zugute kommen können.“
Entdeckungen über Weltraumverwitterung auf Ryugu
Die bei Diamond gesammelten Daten trugen zu einer umfassenderen Untersuchung der Weltraumverwitterungssignaturen auf dem Asteroiden bei. Die unberührten Asteroidenproben ermöglichten es den Mitarbeitern zu untersuchen, wie Weltraumverwitterung die physikalische und chemische Zusammensetzung der Oberfläche von kohlenstoffhaltigen Asteroiden wie Ryugu verändern kann.
Die Forscher fanden heraus, dass die Oberfläche von Ryugu dehydriert ist und dass wahrscheinlich Weltraumverwitterung dafür verantwortlich ist. Die Ergebnisse der Studie, kürzlich veröffentlicht inNaturastronomiehaben die Autoren zu dem Schluss geführt, dass Asteroiden, die an der Oberfläche trocken erscheinen, möglicherweise wasserreich sind, was möglicherweise eine Überarbeitung unseres Verständnisses der Häufigkeit von Asteroidentypen und der Entstehungsgeschichte des Asteroidengürtels erfordert.
Ryugu ist ein erdnaher Asteroid mit einem Durchmesser von etwa 900 Metern (3.000 Fuß), der erstmals 1999 im Asteroidengürtel dazwischen entdeckt wurdeMarsUndJupiter. Es ist nach dem Unterwasserpalast des Drachengottes in der japanischen Mythologie benannt. Im Jahr 2014 hat die staatliche japanische RaumfahrtbehördeJAXAstartete Hayabusa2, eine Mission zur Rückgabe von Asteroidenproben, um sich mit dem Ryugu-Asteroiden zu treffen und Materialproben von seiner Oberfläche und darunter zu sammeln. Die Raumsonde kehrte 2020 zur Erde zurück und setzte eine Kapsel frei, die wertvolle Fragmente des Asteroiden enthielt. Diese kleinen Proben wurden zur wissenschaftlichen Untersuchung an Labore auf der ganzen Welt verteilt, darunter an die School of Physics & Astronomy der University of Leicester und an Space Park, wo John Bridges, einer der Autoren des Artikels, Professor für Planetenwissenschaften ist.
John sagte: „Diese einzigartige Mission zur Sammlung von Proben aus den primitivsten, kohlenstoffhaltigen Bausteinen des Sonnensystems erfordert die detaillierteste Mikroskopie der Welt und deshalb wollten JAXA und das Team von Fine Grained Mineralogy, dass wir Proben an der Röntgen-Nanosonden-Strahllinie von Diamond analysieren. Wir haben dazu beigetragen, die Natur der Weltraumverwitterung auf diesem Asteroiden aufzudecken, wobei Mikrometeoriteneinschläge und der Sonnenwind dehydrierte Serpentinmineralien und eine damit verbundene Reduktion von oxidiertem Fe3+ zu stärker reduziertem Fe3+ erzeugen.“ Fe2+.
Zukünftige Implikationen für die Planetenwissenschaft
Es ist wichtig, Erfahrungen bei der Untersuchung von Proben zu sammeln, die von Asteroiden zurückgegeben werden, wie bei der Hayabusa2-Mission, da bald neue Proben von anderen Asteroidentypen, vom Mond und innerhalb der nächsten 10 Jahre vom Mars, zur Erde zurückgebracht werden. Die britische Gemeinschaft wird dank unserer Einrichtungen bei Diamond und der Elektronenmikroskope bei ePSIC in der Lage sein, einige der entscheidenden Analysen durchzuführen.“
Die Bausteine von Ryugu sind Überreste der Wechselwirkungen zwischen Wasser, Mineralien und organischen Stoffen im frühen Sonnensystem vor der Entstehung der Erde. Das Verständnis der Zusammensetzung von Asteroiden kann helfen, die Entwicklung des frühen Sonnensystems und anschließend die Entstehung der Erde zu erklären. Sie könnten sogar dabei helfen, zu erklären, wie das Leben auf der Erde entstanden ist. Man geht davon aus, dass Asteroiden einen Großteil des Wassers des Planeten sowie organische Verbindungen wie zAminosäuren, die die Grundbausteine darstellen, aus denen alles menschliche Leben aufgebaut ist.
Die Informationen, die aus diesen winzigen Asteroidenproben gewonnen werden, werden uns helfen, den Ursprung nicht nur der Planeten und Sterne, sondern auch des Lebens selbst besser zu verstehen. Ob Fragmente von Asteroiden, antike Gemälde oder UnbekanntesVirusStrukturen können Wissenschaftler am Synchrotron ihre Proben mit einer Maschine untersuchen, die 10.000-mal leistungsstärker ist als ein herkömmliches Mikroskop.
Referenz: „Eine dehydrierte, weltraumverwitterte Haut, die das hydratisierte Innere von Ryugu verhüllt“ von Takaaki Noguchi, Toru Matsumoto, Akira Miyake, Yohei Igami, Mitsutaka Haruta, Hikaru Saito, Satoshi Hata, Yusuke Seto, Masaaki Miyahara, Naotaka Tomioka, Hope A. Ishii, John P. Bradley, Kenta K. Ohtaki, Elena Dobrică, Hugues Leroux, Corentin Le Guillou, Damien Jacob, Francisco de la Peña, Sylvain Laforet, Maya Marinova, Falko Langenhorst, Dennis Harries, Pierre Beck, Thi HV Phan, Rolando Rebois, Neyda M. Abreu, Jennifer Gray, Thomas Zega, Pierre-M. Zanetta, Michelle S. Thompson, Rhonda Stroud, Kate Burgess, Brittany A. Cymes, John C. Bridges, Leon Hicks, Martin R. Lee, Luke Daly, Phil A. Bland, Michael E. Zolensky, David R. Frank, James Martinez, Masayuki Uesugi, Akihisa Takeuchi, Mingqi Sun, Satomi Enju, Aki Takigawa, Tatsuhiro Michikami, Tomoki Nakamura, Megumi Matsumoto, Yusuke Nakauchi, Masanao Abe, Masahiko Arakawa, Atsushi Fujii, Masahiko Hayakawa, Naru Hirata, Naoyuki Hirata, Rie Honda, Chikatoshi Honda, Satoshi Hosoda, Yu-ichi Iijima, Hitoshi Ikeda, Masateru Ishiguro, Yoshiaki Ishihara, Takahiro Iwata, Kousuke Kawahara, Shota Kikuchi, Kohei Kitazato, Koji Matsumoto, Moe Matsuoka, Yuya Mimasu, Akira Miura, Tomokatsu Morota, Satoru Nakazawa, Noriyuki Namiki, Hirotomo Noda, Rina Noguchi, Naoko Ogawa, Kazunori Ogawa, Tatsuaki Okada, Chisato Okamoto, Go Ono, Masanobu Ozaki, Takanao Saiki, Naoya Sakatani, Hirotaka Sawada, Hiroki Senshu, Yuri Shimaki, Kei Shirai, Seiji Sugita, Yuto Takei, Hiroshi Takeuchi, Satoshi Tanaka, Eri Tatsumi, Fuyuto Terui, Ryudo Tsukizaki, Koji Wada, Manabu Yamada, Tetsuya Yamada, Yukio Yamamoto, Hajime Yano, Yasuhiro Yokota, Keisuke Yoshihara, Makoto Yoshikawa, Kent Yoshikawa, Ryohta Fukai, Shizuho Furuya, Kentaro Hatakeda, Tasuku Hayashi, Yuya Hitomi, Kazuya Kumagai, Akiko Miyazaki, Aiko Nakato, Masahiro Nishimura, Hiromichi Soejima, Ayako I. Suzuki, Tomohiro Usui, Toru Yada, Daiki Yamamoto, Kasumi Yogata, Miwa Yoshitake, Harold C. Connolly Jr., Dante S. Lauretta, Hisayoshi Yurimoto, Kazuhide Nagashima, Noriyuki Kawasaki, Naoya Sakamoto, Ryuji Okazaki, Hikaru Yabuta, Hiroshi Naraoka, Kanako Sakamoto, Shogo Tachibana, Sei-ichiro Watanabe und Yuichi Tsuda, 19. Dezember 2022,Naturastronomie.
DOI: 10.1038/s41550-022-01841-6
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Ryugus dehydrierte Oberfläche, die durch die Weltraumverwitterung verursacht wurde, verbirgt sein wasserreiches Inneres und bietet neue Einblicke in die Zusammensetzung von Asteroiden und die Entwicklung des Sonnensystems.
Eine große internationale Zusammenarbeit nutzte dasDiamant-Lichtquelle, die nationale Synchrotronanlage des Vereinigten Königreichs, soll Körner untersuchen, die von einem erdnahen Asteroiden gesammelt wurden, um unser Verständnis der Entwicklung unseres Sonnensystems zu verbessern.
Ein Forscherteam dernutzte die Nanoprobe-Beamline I14 von Diamond Light Source, um eine chemische Analyse eines Fragments des Ryugu-Asteroiden mithilfe der Röntgenabsorptions-Nahkantenspektroskopie (XANES) durchzuführen. Die detaillierte Zusammensetzung des Asteroiden wurde untersucht, indem die chemischen Zustände der Elemente im Asteroidenmaterial kartiert wurden. Zusätzlich wurde ein Elektronenmikroskop im Electron Physical Science Imaging Center (ePSIC) von Diamond verwendet, um die Asteroidenkörner zu untersuchen.
Julia Parker ist leitende Beamline-Wissenschaftlerin für I14 bei Diamond. Sie sagte: „Die Röntgen-Nanosonde ermöglicht es Wissenschaftlern, die chemische Struktur ihrer Proben im Mikrometer- bis Nanobereich zu untersuchen, was durch die Nano- bis Atomauflösung der Bildgebung am ePSIC ergänzt wird. Es ist sehr spannend, zum Verständnis dieser einzigartigen Proben beitragen zu können und mit dem Team in Leicester zusammenzuarbeiten, um zu demonstrieren, wie die Techniken an der Strahllinie und entsprechend am ePSIC künftigen Probenrückführungsmissionen zugute kommen können.“
Entdeckungen über Weltraumverwitterung auf Ryugu
Die bei Diamond gesammelten Daten trugen zu einer umfassenderen Untersuchung der Weltraumverwitterungssignaturen auf dem Asteroiden bei. Die unberührten Asteroidenproben ermöglichten es den Mitarbeitern zu untersuchen, wie Weltraumverwitterung die physikalische und chemische Zusammensetzung der Oberfläche von kohlenstoffhaltigen Asteroiden wie Ryugu verändern kann.
Die Forscher fanden heraus, dass die Oberfläche von Ryugu dehydriert ist und dass wahrscheinlich Weltraumverwitterung dafür verantwortlich ist. Die Ergebnisse der Studie, kürzlich veröffentlicht inNaturastronomiehaben die Autoren zu dem Schluss geführt, dass Asteroiden, die an der Oberfläche trocken erscheinen, möglicherweise wasserreich sind, was möglicherweise eine Überarbeitung unseres Verständnisses der Häufigkeit von Asteroidentypen und der Entstehungsgeschichte des Asteroidengürtels erfordert.
Ryugu ist ein erdnaher Asteroid mit einem Durchmesser von etwa 900 Metern (3.000 Fuß), der erstmals 1999 im Asteroidengürtel dazwischen entdeckt wurdeMarsUndJupiter. Es ist nach dem Unterwasserpalast des Drachengottes in der japanischen Mythologie benannt. Im Jahr 2014 hat die staatliche japanische RaumfahrtbehördeJAXAstartete Hayabusa2, eine Mission zur Rückgabe von Asteroidenproben, um sich mit dem Ryugu-Asteroiden zu treffen und Materialproben von seiner Oberfläche und darunter zu sammeln. Die Raumsonde kehrte 2020 zur Erde zurück und setzte eine Kapsel frei, die wertvolle Fragmente des Asteroiden enthielt. Diese kleinen Proben wurden zur wissenschaftlichen Untersuchung an Labore auf der ganzen Welt verteilt, darunter an die School of Physics & Astronomy der University of Leicester und an Space Park, wo John Bridges, einer der Autoren des Artikels, Professor für Planetenwissenschaften ist.
John sagte: „Diese einzigartige Mission zur Sammlung von Proben aus den primitivsten, kohlenstoffhaltigen Bausteinen des Sonnensystems erfordert die detaillierteste Mikroskopie der Welt und deshalb wollten JAXA und das Team von Fine Grained Mineralogy, dass wir Proben an der Röntgen-Nanosonden-Strahllinie von Diamond analysieren. Wir haben dazu beigetragen, die Natur der Weltraumverwitterung auf diesem Asteroiden aufzudecken, wobei Mikrometeoriteneinschläge und der Sonnenwind dehydrierte Serpentinmineralien und eine damit verbundene Reduktion von oxidiertem Fe3+ zu stärker reduziertem Fe3+ erzeugen.“ Fe2+.
Zukünftige Implikationen für die Planetenwissenschaft
Es ist wichtig, Erfahrungen bei der Untersuchung von Proben zu sammeln, die von Asteroiden zurückgegeben werden, wie bei der Hayabusa2-Mission, da bald neue Proben von anderen Asteroidentypen, vom Mond und innerhalb der nächsten 10 Jahre vom Mars, zur Erde zurückgebracht werden. Die britische Gemeinschaft wird dank unserer Einrichtungen bei Diamond und der Elektronenmikroskope bei ePSIC in der Lage sein, einige der entscheidenden Analysen durchzuführen.“
Die Bausteine von Ryugu sind Überreste der Wechselwirkungen zwischen Wasser, Mineralien und organischen Stoffen im frühen Sonnensystem vor der Entstehung der Erde. Das Verständnis der Zusammensetzung von Asteroiden kann helfen, die Entwicklung des frühen Sonnensystems und anschließend die Entstehung der Erde zu erklären. Sie könnten sogar dabei helfen, zu erklären, wie das Leben auf der Erde entstanden ist. Man geht davon aus, dass Asteroiden einen Großteil des Wassers des Planeten sowie organische Verbindungen wie zAminosäuren, die die Grundbausteine darstellen, aus denen alles menschliche Leben aufgebaut ist.
Die Informationen, die aus diesen winzigen Asteroidenproben gewonnen werden, werden uns helfen, den Ursprung nicht nur der Planeten und Sterne, sondern auch des Lebens selbst besser zu verstehen. Ob Fragmente von Asteroiden, antike Gemälde oder UnbekanntesVirusStrukturen können Wissenschaftler am Synchrotron ihre Proben mit einer Maschine untersuchen, die 10.000-mal leistungsstärker ist als ein herkömmliches Mikroskop.
Referenz: „Eine dehydrierte, weltraumverwitterte Haut, die das hydratisierte Innere von Ryugu verhüllt“ von Takaaki Noguchi, Toru Matsumoto, Akira Miyake, Yohei Igami, Mitsutaka Haruta, Hikaru Saito, Satoshi Hata, Yusuke Seto, Masaaki Miyahara, Naotaka Tomioka, Hope A. Ishii, John P. Bradley, Kenta K. Ohtaki, Elena Dobrică, Hugues Leroux, Corentin Le Guillou, Damien Jacob, Francisco de la Peña, Sylvain Laforet, Maya Marinova, Falko Langenhorst, Dennis Harries, Pierre Beck, Thi HV Phan, Rolando Rebois, Neyda M. Abreu, Jennifer Gray, Thomas Zega, Pierre-M. Zanetta, Michelle S. Thompson, Rhonda Stroud, Kate Burgess, Brittany A. Cymes, John C. Bridges, Leon Hicks, Martin R. Lee, Luke Daly, Phil A. Bland, Michael E. Zolensky, David R. Frank, James Martinez, Masayuki Uesugi, Akihisa Takeuchi, Mingqi Sun, Satomi Enju, Aki Takigawa, Tatsuhiro Michikami, Tomoki Nakamura, Megumi Matsumoto, Yusuke Nakauchi, Masanao Abe, Masahiko Arakawa, Atsushi Fujii, Masahiko Hayakawa, Naru Hirata, Naoyuki Hirata, Rie Honda, Chikatoshi Honda, Satoshi Hosoda, Yu-ichi Iijima, Hitoshi Ikeda, Masateru Ishiguro, Yoshiaki Ishihara, Takahiro Iwata, Kousuke Kawahara, Shota Kikuchi, Kohei Kitazato, Koji Matsumoto, Moe Matsuoka, Yuya Mimasu, Akira Miura, Tomokatsu Morota, Satoru Nakazawa, Noriyuki Namiki, Hirotomo Noda, Rina Noguchi, Naoko Ogawa, Kazunori Ogawa, Tatsuaki Okada, Chisato Okamoto, Go Ono, Masanobu Ozaki, Takanao Saiki, Naoya Sakatani, Hirotaka Sawada, Hiroki Senshu, Yuri Shimaki, Kei Shirai, Seiji Sugita, Yuto Takei, Hiroshi Takeuchi, Satoshi Tanaka, Eri Tatsumi, Fuyuto Terui, Ryudo Tsukizaki, Koji Wada, Manabu Yamada, Tetsuya Yamada, Yukio Yamamoto, Hajime Yano, Yasuhiro Yokota, Keisuke Yoshihara, Makoto Yoshikawa, Kent Yoshikawa, Ryohta Fukai, Shizuho Furuya, Kentaro Hatakeda, Tasuku Hayashi, Yuya Hitomi, Kazuya Kumagai, Akiko Miyazaki, Aiko Nakato, Masahiro Nishimura, Hiromichi Soejima, Ayako I. Suzuki, Tomohiro Usui, Toru Yada, Daiki Yamamoto, Kasumi Yogata, Miwa Yoshitake, Harold C. Connolly Jr., Dante S. Lauretta, Hisayoshi Yurimoto, Kazuhide Nagashima, Noriyuki Kawasaki, Naoya Sakamoto, Ryuji Okazaki, Hikaru Yabuta, Hiroshi Naraoka, Kanako Sakamoto, Shogo Tachibana, Sei-ichiro Watanabe und Yuichi Tsuda, 19. Dezember 2022,Naturastronomie.
DOI: 10.1038/s41550-022-01841-6
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