חצי גרם אבק חשף: האסטרואיד בנו לא נולד איפה שחשבו
דגימה זעירה שהחללית אוסיריס-רקס הנחיתה בכדור הארץ עברה ניתוח איזוטופי במעבדה בציריך, והתוצאה מציבה את מקום ההיווצרות של האסטרואיד בגבול שבו התאדה הקרח במערכת השמש הצעירה. לפי הממצאים, צדק שימש שם כמעין שער שעצר חומר גס והעביר אבק דק, ובנו חולק את אותה חתימה כימית עם האסטרואיד ריוגו ועם קבוצת מטאוריטים נדירה במיוחד.
מתוך 121.6 גרם של אבק וחצץ שהנחיתה החללית אוסיריס-רקס במדבר יוטה ב-2023, חצי גרם הועבר למעבדה לגיאוכימיה של איזוטופים במכון הפדרלי לטכנולוגיה בציריך. המדידה שנעשתה שם, של איזוטופים של ברזל, טיטניום וכרום, הובילה למסקנה שהאסטרואיד בנו נוצר במקום אחר מזה שיוחס לו עד היום. המחקר התפרסם בכתב העת סיינס אדוונסס.
ההנחה שהחזיקה עד כה גרסה שבנו נולד בפאתי מערכת השמש, באזור שממנו מגיעים גם השביטים, והיגר פנימה במהלך מיליארדי שנים. החתימה האיזוטופית שנמדדה מספרת משהו אחר. היא אינה מתיישבת עם החומר של מערכת השמש הפנימית ואינה מתאימה גם לזה של החיצונית, אלא נופלת בדיוק ביניהם. החוקרים מציבים את אתר ההיווצרות בקו הקרח, אותו גבול בדיסקה הצעירה שמעבר לו הקור הספיק כדי שמים יישארו קפואים.
החלוקה שעליה נשען הניתוח מוכרת במעבדות כבר שנים: מטאוריטים נופלים לשתי משפחות איזוטופיות נפרדות, אחת שמקורה באזור הפנימי ואחת בחיצוני, והפער ביניהן השתמר משום שהחומר של השתיים כמעט שלא התערבב. ההבדלים עצמם זעירים, בסדר גודל של חלקי מיליון, ומקורם בכוכבים שונים שהזריקו יסודות אל ענן הגז שממנו קרסה מערכת השמש. מכשור מסה שהשתכלל בשנים האחרונות הוא שהפך אותם למדידים.
צדק הוא ההסבר שהצוות מציע לתערובת שנמצאה. כוכב הלכת הענק התגבש במהירות חריגה, בתוך פחות ממיליון שנה מלידת השמש, ומסתו יצרה מעין מחסום בדיסקת הגז והאבק שהקיפה אותה. גרגרים גסים נעצרו מאחוריו, בעוד אבק דק המשיך לזרום סביבו והתערבב באזור קו הקרח. ההרכב הכימי שיצא מהתערובת קרוב במידה מפתיעה להרכב של השמש עצמה.
אותה חתימה איזוטופית נמצאה גם באסטרואיד ריוגו, שממנו הביאה החללית היפנית הייאבוסה 2 כ-5.4 גרם ב-2020, וגם במטאוריטים מסוג CI, קבוצה עשירה בפחמן שמונה חמש נפילות מתועדות בלבד באוספים בעולם. שלושת הגופים האלה נוצרו לפי הניתוח מאותו מאגר אבק קוסמי לפני כ-4.5 מיליארד שנה, ומאז כמעט שלא השתנו.
כ-80% מהדגימה שהובאה מבנו מורכבת ממינרלי חרס שקושרים אליהם מים, וריכוז הפחמן בה נמדד סביב 4.7% מהמשקל, שיעור גבוה בהרבה מזה של רוב הסלעים שנופלים לכדור הארץ. זה מה שמוציא את הממצא מגבולות הגיאולוגיה הפלנטרית. קרח שהיה באזור התאדה והתעבה מחדש בסמוך למקום שבו נוצרו הגופים הקטנים, וכך נכלא בתוכם. אלה בדיוק סוגי הגופים שמועמדים להסביר איך הגיעו מים ותרכובות פחמן אל כדור הארץ הצעיר, שנוצר קרוב מדי לשמש מכדי לשמר אותם בכוחות עצמו. גם מולקולות הסוכר שזוהו קודם לכן בדגימה מבנו משתלבות באותו כיוון. להרחבה: מאיפה הגיעו המים של כדור הארץ? מחקר חדש הופך את ההסבר המקובל.
למה חצי גרם עולה מיליארד דולר?
איסוף הדגימה נמשך שש שניות. החללית, ששוגרה ב-2016 והגיעה לבנו כעבור שנתיים, נגעה בקרקע ב-2020 וראש הדגימה שקע בה לעומק של כ-49 סנטימטר. ההתנגדות של פני השטח התבררה כנמוכה בהרבה מהערכות המהנדסים, והאסטרואיד תואר בעקבות זאת כערימת חצץ רופפת שמוחזקת בכבידה חלשה. כמות החומר שנאספה עלתה על התכנון, מכסה קטן נתקע פתוח וחלקיקים החלו להימלט לחלל, ולכן הוקדמה סגירת הקפסולה.
העלות הכוללת של המשימה נאמדת בכ-1.16 מיליארד דולר על פני כ-15 שנות פעילות, מהפיתוח ועד נחיתת הקפסולה. זה הופך את החצץ שהובא לאחד החומרים היקרים ביותר שנמצאים היום על כדור הארץ, ומסביר מדוע נאס"א שומרת לפחות 70% מהדגימה סגורה בלי מגע, לטובת חוקרים ושיטות מדידה שטרם קיימות. סדרי גודל דומים מאפיינים את משימות הדגל של הסוכנות. להרחבה: נאס"א שיגרה טלסקופ ב-4.3 מיליארד דולר: המשימה שתנסה להבין ממה באמת עשוי היקום.
דגימה שמובאת בחלל נבדלת מכל מטאוריט שנופל מעצמו. סלע שעובר את האטמוספרה נחרך, מתפורר וסופג מים ומזהמים מהקרקע כבר בשעות הראשונות, בעוד החומר מבנו נאטם מיד והועבר לתאים עם חנקן טהור. הפער הזה הוא שמאפשר מדידות איזוטופיות ברמת דיוק שמבחינה בין מאגרי אבק שונים בדיסקה הקדומה.
- חיפש מקום לקמפינג בגוגל מפות ומצא מכתש בן 390 מיליון שנה
- מאיפה הגיעו המים של כדור הארץ? מחקר חדש הופך את ההסבר המקובל
מה עדיין פתוח בדגימה?
מעמדו של בנו ככלי מדידה מתחזק דווקא בזכות ההיברידיות. חומר שנוצר על הגבול שבין שני האזורים משמר את היחס המקורי בין היסודות שמהם נבנו בסופו של דבר כוכבי הלכת הסלעיים, יחס שקשה מאוד לשחזר מסלעים ארציים שעברו התכה, הפרדה ומיחזור טקטוני לאורך מיליארדי שנים.
ממצאים אחרים מאותה דגימה מצביעים לכיוונים שונים. עבודה שהתפרסמה השנה זיהתה בחומר של בנו גורנים עתירי טמפרטורה, מסוג שנוצר קרוב לשמש, לצד סימנים לצבירה באזור החיצוני, ומכאן שגוף האם היה מגוון יותר מכפי שמודל בודד מסוגל לתאר. המחלוקת נוגעת גם לעיתוי ההתגבשות של צדק, משום שהתגבשות מוקדמת יותר סוגרת את המעבר בין האזורים מהר יותר.
בנו עצמו, גוף בקוטר של כ-490 מטר, ממשיך להקיף את השמש במסלול שחוצה את זה של כדור הארץ. הסיכוי שייפגע בו בשנת 2182 עומד לפי החישוב העדכני על 1 ל-2,700. החללית שדגמה אותו קיבלה בינתיים שם חדש, אוסיריס-אפקס, והיא בדרך לאסטרואיד אפופיס, שיחלוף ליד כדור הארץ ב-2029 במרחק קטן מזה של לווייני התקשורת.
