Was hier in der isolierten Vakuumkammer erstrahlt, ist ein Relikt aus der Frühzeit unseres Sonnensystems. Denn das kleine Gesteinsstück stammt vom Asteroiden Ryugu und ist eine der Proben, die die japanische Raumsonde Hayabusa 2 vom Asteroiden gesammelt und im Dezember 2020 zur Erde gebracht hat dieser Proben.
Asteroiden und Kometen sind wichtige Zeitzeugen der Anfänge unseres Sonnensystems, denn viele von ihnen entstanden gemeinsam mit den Planeten der Ursonnenwolke. Um mehr über die Zusammensetzung dieser Umgebung und die darin ablaufenden Prozesse zu erfahren, haben sich Wissenschaftler bisher vor allem auf Meteoriten verlassen. „Früher hatten wir nur eine Handvoll Gesteine für unsere Analyse und sie stammten alle von Meteoriten, die auf die Erde fielen und jahrzehntelang in Museen aufbewahrt wurden und ihre Zusammensetzung veränderten“, sagt Nicolas Dauphas von der University of Chicago.
Proben des Asteroiden Ryugu
Doch das änderte sich mit der Probenentnahmemission Hayabusa 2: Anfang 2019 entnahm die japanische Raumsonde mehrere Proben von der Oberfläche des Asteroiden Ryugu, einem auffallend kantigen, etwa 500 Meter großen Stück, dessen Ursprung und dessen ungewöhnliche Merkmale bisher waren. ein Geheimnis. Dann, im Dezember 2020, brachte die Raumsonde insgesamt fünf Gramm Asteroidenmaterial zurück, das in einer Kapsel mit dem Fallschirm auf die Erdoberfläche geschleudert wurde.
„Das ist ein toller Erfolg. Das Mindestziel der Mission war es, etwa 0,1 Gramm zu sammeln“, erklärt Andreas Pack von der Universität Göttingen. “Um diese Probe zu sammeln, legte die Sonde 5,4 Milliarden Kilometer zurück.” Nur wenige Labore weltweit erhielten Teile der Probe für erste Analysen: Die Göttinger Planetenforscher erhielten ein 2,4 Milligramm schweres Stück. Sein Isotopenlabor ist eines der wenigen Labore weltweit, das neben den Sauerstoffisotopen O16 und O18 auch das seltene O17 genau analysieren kann.
Auf den Spuren der Sauerstoffisotope
Auf diesem Bild ist ein Teil dieser Probe während der Isotopenanalyse der in den Mineralien enthaltenen Sauerstoffatome zu sehen. Bei dieser Laserfluoridierung wird die Probe mit einem Laserstrahl erhitzt und Sauerstoff aus den Mineralien freigesetzt. Das entstehende Gas wird anschließend gereinigt und in einem speziellen Massenspektrometer auf Isotope analysiert. „Die Analyse war sehr anspruchsvoll, diesmal konnte nichts schief gehen“, sagt Pack.
Die Analyse von Hayabusa-Proben durch verschiedene Forscherteams hat ergeben, dass der Asteroid Ryugu zu einer besonders seltenen Klasse von Asteroiden gehört, den kohligen Chondriten vom Typ Ivuna. Von ihrer chemischen Zusammensetzung her sind diese Stücke der Ur-Sonnenwolke noch sehr ähnlich; sie sind sozusagen ein Überbleibsel der Gase, aus denen sich vor etwa 4,5 Milliarden Jahren die Sonne gebildet hat.
Kosmischer Schlammball
Gleichzeitig ergab die Forschung auch, dass Asteroidenmaterial in den ersten fünf Millionen Jahren nach der Entstehung des Sonnensystems in Wasser getränkt gewesen sein muss. „Man muss sich ein Konglomerat aus Eis und Staub vorstellen, das unter dem Einfluss des radioaktiven Zerfalls der radioaktiven Elemente im Inneren allmählich schmolz und zu einer Art Schlammball wurde“, erklärt Dauphas. Erst dann verdunstete das Wasser unter dem Einfluss der Sonne wieder. Das könnte auch erklären, warum Ryugu so locker und kantig ist.
Die Analyse der Ryugu-Asteroidenproben ist noch lange nicht abgeschlossen. Auch ein Teil des kostbaren Probenmaterials bleibt erhalten, um es künftig mit noch moderneren Methoden untersuchen zu können, ähnlich wie es die NASA vor rund 50 Jahren mit den Mondgesteinsproben der Apollo-Missionen tat. „Wir lernen auch heute noch Neues aus diesen alten Proben, weil sich unsere Messgeräte und Technologien weiterentwickelt haben“, sagt Dauphas Kollege Andrew Davis. “Das Gleiche gilt für Ryugus Proben.” (Science, 2022; doi: 10.1126 / science.abn7850)
Quelle: University of Chicago, Georg-August-Universität Göttingen
10. Juni 2022
– Nadja Podbregar