صورة مجهرية لجسيم بيني داكن اللون بطول ملليمتر مع قشرة من الفوسفات اللامع. هناك قطعة صغيرة مكسورة على اليمين. الائتمان: لوريتا وكونولي وآخرون. (2024) النيازك وعلوم الكواكب، دوى:10.1111/maps.14227
ناساس أوزيريس ريكس أعادت المهمة عينة من الكويكب بينو كشفت عن علامات محتملة لمواد رئيسية في النظام الشمسي ومياه ماضية. يوفر هذا الاكتشاف رؤى قيمة حول ظروف النظام الشمسي المبكر والأصول المحتملة للحياة.
كشف الغوص العميق في عينة من الصخور والغبار العائدة من الكويكب بينو القريب من الأرض بواسطة مهمة OSIRIS-REx بقيادة جامعة أريزونا التابعة لوكالة ناسا، عن بعض المفاجآت التي طال انتظارها.
يحتوي بينو على المادة الأصلية التي شكلت نظامنا الشمسي، حسبما اكتشف فريق تحليل نموذج OSIRIS-REx. غبار الكويكبات غني بالكربون والنيتروجين والمركبات العضوية، وكلها عناصر أساسية للحياة كما نعرفها. وكانت العينة تحتوي على فوسفات الصوديوم والمغنيسيوم، وهو ما كان بمثابة مفاجأة لفريق البحث لأنه لم يتم رؤيته في بيانات الاستشعار عن بعد التي جمعتها المركبة الفضائية في بينو. ويشير وجوده في العينة إلى أن الكويكب ربما انفصل عن عالم محيطي طويل وصغير وبدائي.
شوهدت كبسولة عودة عينة من مهمة OSIRIS-REx التابعة لناسا في نطاق الاختبار والتدريب التابع لوزارة الدفاع في ولاية يوتا بعد وقت قصير من هبوطها في الصحراء في 24 سبتمبر 2023. وتم جمع العينة من الكويكب بينو في أكتوبر 2020 بواسطة المركبة الفضائية OSIRIS-REx التابعة لناسا. الائتمان: ناسا / كيجان باربر
سفر وتوزيع عينة بينو
تم إطلاق المركبة الفضائية الأصل والوصف الطيفي وتحديد الموارد والحفاظ عليها-Regolith Explorer، والتي تم إطلاقها في 8 سبتمبر 2016، والتي تحمل اسم OSIRIS-REx، رحلتها إلى الكويكب القريب من الأرض Bennu. OSIRIS-REx هي أول مهمة أمريكية تجمع عينة من كويكب. سلمت المركبة الفضائية عينة تزن 4.3 أوقية، أو 121.6 جرامًا، إلى الأرض في 24 سبتمبر 2023.
وقال الباحث الرئيسي دانتي لوريتا: “إن فرصة استكشاف عينة OSIRIS-REx من بينو بعد كل هذه السنوات مثيرة للغاية”. أوزيريس ريكس وأستاذ علوم الكواكب في جامعة ريجنتس في أريزونا. “لا يجيب هذا الاختراق على أسئلة طويلة الأمد حول النظام الشمسي المبكر فحسب، بل يفتح أيضًا طرقًا جديدة للبحث في ما جعل الأرض كوكبًا صالحًا للسكن. إن الأفكار الموضحة في ورقتنا العامة تثير المزيد من الاهتمام وتغذي رغبتنا في التعمق بشكل أعمق. “
لوريتا هي مؤلفة مشاركة لمقالة منشورة النيازك وعلوم الكواكب وهذا يصف طبيعة نموذج الكويكب. هذه الورقة بمثابة مقدمة قائمة عينة بينوالمعلومات حول العينة متاحة للجمهور وهي مصدر عبر الإنترنت حيث يمكن للعلماء طلب مواد العينة لأبحاثهم الخاصة.
وقال مارك مارلي، مدير ورئيس UArizona Lunar and Planetary، “إن نشر الورقة الأولى، بقيادة الدكتورة لوريتا والدكتور كونولي، التي تصف عينة بينو، يعد علامة فارقة مثيرة للبعثة ولمرصد القمر والكواكب”. المرصد الكوكبي. من قسم علوم الكواكب. “سيقوم أعضاء هيئة التدريس والعلماء والطلاب لدينا بدراسة العينة لسنوات وعقود. في الوقت الحالي، لا يمكننا إلا أن نتخيل القصص حول أصل كوكبنا والحياة عليه والتي ترويها بالفعل حبيبات بينو في مختبراتنا.
منظر من أعلى إلى أسفل لإحدى الحاويات التي تحتوي على صخور وغبار من الكويكب بينو، ومقياس قياس الأجهزة محدد بالسنتيمتر. مصدر الصورة: ناسا/ إريكا بلومنفيلد وجوزيف إيبرسولد
“الماضي المائي” لبينو؟
وكشف تحليل عينة بينو عن رؤى مثيرة للاهتمام حول تكوين الكويكب. ويعكس هذا النمط، الذي تهيمن عليه المعادن الطينية، وخاصة السربنتين، نوع الصخور الموجودة في تلال وسط المحيط على الأرض، حيث تلتقي المواد من القشرة الموجودة أسفل القشرة الأرضية بالماء.
يؤدي هذا التفاعل بين مياه البحر والمواد الموجودة في القشرة الأرضية إلى تكوين الطين وتشكيل مجموعة متنوعة من المعادن بما في ذلك الكربونات وأكاسيد الحديد وكبريتيدات الحديد. لكن لوريتا قالت إن النتيجة غير المتوقعة في عينة بينو كانت الفوسفات القابل للذوبان في الماء. هذه المركبات هي اللبنات الأساسية للكيمياء الحيوية لجميع أشكال الحياة المعروفة على الأرض اليوم.
تم اكتشاف فوسفات مماثل في عام 2020 في عينة من كويكب ريوكو التي سلمتها مهمة هايابوسا 2 التابعة لوكالة استكشاف الفضاء اليابانية. لكن فوسفات الصوديوم والمغنيسيوم الموجود في عينة بينو يبرز لأنه يفتقر إلى شوائب مثل الفقاعات الصغيرة من المعادن الأخرى. وقال لوريتا إن حجم الصخرة وحبيباتها غير مسبوق في أي عينة نيزكية.
يثير اكتشاف فوسفات الصوديوم والمغنيسيوم في عينة بينو تساؤلات حول العمليات الجيوكيميائية التي جمعت هذه العناصر معًا، ويوفر أدلة قيمة حول الظروف التاريخية لبينو.
وقال لوريتا: “إن وجود وحالة الفوسفات، إلى جانب العناصر والمركبات الأخرى في بينو، يشير إلى وجود ماضي مائي للكويكب”. “ربما كان بينو في يوم من الأيام جزءًا من عالم رطب. ومع ذلك، فإن هذه الفرضية تتطلب مزيدًا من البحث.”
تم إنشاء هذه الفسيفساء لبينو باستخدام عمليات رصد قريبة للكويكب بواسطة مركبة الفضاء OSIRIS-REx التابعة لناسا على مدار عامين. مصدر الصورة: ناسا/غودارد/جامعة أريزونا
من النظام الشمسي الشاب
على الرغم من تاريخه المحتمل في الاتصال بالمياه، فإن بينو كويكب بدائي كيميائيًا، وله أبعاد أساسية مشابهة للشمس.
وقالت لوريتا: “العينة التي أعادناها هي الآن أكبر خزان لمواد الكويكب غير المتغيرة على الأرض”.
يوفر تكوين الكويكب لمحة عن الأيام الأولى لنظامنا الشمسي، قبل 4.5 مليار سنة. وقد احتفظت الصخور بحالتها الأصلية ولم تذوب أو يتغير موضعها منذ تكوينها، مما يؤكد طبيعتها الأصلية وأصولها القديمة.
يُظهر مفهوم هذا الفنان المركبة الفضائية OSIRIS-REx (أصول أمن تحديد موارد التفسير الطيفي – مستكشف الثرى) وهي تتفاعل مع الكويكب بينو باستخدام آلية ذراع عينة اللمس والذهاب، أو TAGSAM. نجحت المهمة في إعادة عينة من طلاء سطح بينو إلى الأرض لدراستها. الائتمان: ناسا
ملاحظات على اللبنات الأساسية للحياة
وأكد الفريق أيضًا أن الكويكب غني بالكربون والنيتروجين. وهذه العناصر مهمة لفهم البيئات التي نشأت فيها مواد بينو والعمليات الكيميائية التي تحول العناصر البسيطة إلى جزيئات معقدة، والتي تضع أساس الحياة على الأرض.
وقالت لوريتا: “تؤكد هذه النتائج أهمية جمع ودراسة المواد من الكويكبات مثل بينو، وخاصة المواد منخفضة الكثافة التي تحترق عادة عند دخولها الغلاف الجوي للأرض”. “هذه المادة تحمل المفتاح لكشف العمليات المعقدة لتشكيل النظام الشمسي والكيمياء الحيوية التي ربما ساهمت في الحياة على الأرض.”
ماذا بعد
وستتلقى العشرات من المختبرات في الولايات المتحدة وحول العالم أجزاء من عينة بينو من مركز جونسون الفضائي التابع لناسا في هيوستن في الأشهر المقبلة، ومن المتوقع تقديم العديد من الأوراق العلمية التي تصف عينة بينو خلال السنوات القليلة المقبلة من عينة OSIRIS-REx. مجموعة التحليل.
وقال هارولد كونولي، المؤلف الرئيسي للدراسة، وهو عالم نموذج المهمة الذي يقود فريق تحليل العينات، وأستاذ في جامعة روان في جلاسبورو بولاية نيوجيرسي، وعالم أبحاث زائر في جامعة أريزونا: “إن عينات بينو عبارة عن صخور جميلة جدًا من خارج كوكب الأرض”. . “في كل أسبوع، يقدم تحليل فريق تحليل نموذج OSIRIS-REx اكتشافات جديدة ومفاجئة في بعض الأحيان تساعد في وضع قيود مهمة على أصل وتطور الكواكب الشبيهة بالأرض.”
ملاحظة: الكويكب (101955) بينو في المختبر: خصائص العينة التي تم جمعها بواسطة OSIRIS-REx Dante S. لوريتا، هارولد سي. كونولي، جوزيف إي. إيبرسولد، كونيل إم.أو.دي. الكسندر، رونالد-L. بالوز، جيسيكا ج. بارنز، هيلينا سي. بيتس، كارينا أ. بينيت، لورين بلانش، إريكا إتش. بلومينفيلد، سيمون جيه. كليميت، جورج دي كودي، دانييلا إن. ديلاجيوستينا، جايسون بي. دوركين، سكوت إيه. إيكلي، ديونيسوس ط. فوستوكوس، إيان أ. فرانكي، دانييل ب. كلافين، ريتشارد سي. جرينوود، بيير هونيكور، فيكتوريا إي. هاملتون، دولوريس ه. هيل، تاكاهيرو هيروي، كانا إيشيمارو، فريد جوردان، هانا إتش. كابلان، ليندساي ب. كيلر، آشلي جيه كينغ، بيرس كويفود، ميليسا ك. كونتوجيانيس، لون لو، روبرت جيه. ماكي، تيموثي جيه. مكوي، رالف إي. ميليكين، جينس ناجوركا، آن إن نغوين، موريزيو باجولا، أنجاني تي بوليت، كيفن تي بوليت رايتر، هيذر إل. روبير، سارة س. راسل، أندرو ج. ريان، سكوت أ. ساندفورد، بول ف. شوفيلد، كودي د. شولتز، لورا ب. سيفرت، شوكو تاتشيبانا، كاثي إل. توماس-جبردا، ميشيل س. طومسون، فاليري دو، فيليبو دوسبرتي، كون وانغ، توماس ج. زيجا، سي دبليو في فولنر وآخرون، 26 يونيو 2024، النيازك وعلوم الكواكب.
دوى: 10.1111/maps.14227