Vorig jaar bracht de Japanse ruimtesonde Hayabusa2 bodemmonsters terug van planetoïde Ryugu. De allereerste analyses van de stenen laten zien dat de ruimterots een primitieve samenstelling heeft, en ook een bijzondere donkere kleur.
Planetoïde Ryugu bevat enkele van de donkerste en oudste materialen die wij in het zonnestelsel kennen. Dat blijkt uit de eerste analyses van bodemmonsters van de ruimterots.
Het is pas de tweede keer dat er monsters zijn genomen van een planetoïde. De Japanse ruimtesonde Hayabusa2 nam de bodemmonsters in 2019 en het pakketje landde vorig jaar op aarde.
‘Als we iets buitenaards ontmoeten, dan is het een machine’
Oude sterren en pril leven – dat zijn de onderwerpen waar het hart van sterrenkundige Leen Decin harder van gaat kloppen.
Oorsprong
Het afgenomen materiaal weegt zo’n 5,4 gram en komt van het oppervlak van de planetoïde. Veel mineralen en stoffen in het bodemmonster komen overeen met die van meteorieten die op aarde zijn gevonden. Daarnaast bevatten ze ook een hele reeks ongewone stoffen, zoals waterhoudende moleculen en organische stoffen, die koolstofatomen bevatten.
‘Hoewel de meeste stoffen maar in heel kleine hoeveelheden voorkomen in het materiaal – maximaal een paar procent – kunnen ze ons hoogstwaarschijnlijk veel vertellen over de oorsprong van het zonnestelsel en van planetoïde Ryugu zelf’, zegt Cédric Pilorget, planeetkundige aan de Universiteit Parijs-Saclay in Frankrijk. Hij is onderdeel van het internationale team onderzoekers dat de bodemmonsters onderzocht.
Microscoop
Voor de tweede analyse van de bodemmonsters gebruikte een onderzoeksteam van het Japanse agentschap voor ruimteonderzoek meerdere beeldvormingstechnieken die het monster intact laten. Zo maakten ze gebruik van een spectrofotometer en een speciale microscoop om de samenstelling van de mineralen in het gruis te bestuderen.
Deze analyses bevestigden veel van de observaties die de sensoren van ruimtesonde Hayabusa2 al in 2019 maakten toen de bodemmonsters werden verzameld. Daarnaast bleek dat het gruis bijzonder donker was, qua licht dat zij reflecteerden. Het bleek zelfs donkerder te zijn dan materiaal van aardse meteorieten.
Dat kan twee dingen betekenen: of het gruis van Ryugu bestaat uit een unieke combinatie van chemische stoffen, of de atmosfeer van de aarde maakt de meteoren op een of andere manier lichter wanneer zij hier neerstorten. ‘Om een materiaal lichter te maken, moet het anders reflecteren’, zegt astrobioloog Inge Loes ten Kate van de Universiteit Utrecht, niet verbonden aan dit onderzoek. ‘Dit kleurverschil zou kunnen betekenen dat er door de hitte van de wrijving met de atmosfeer tijdens binnenkomst, iets fysisch of chemisch is veranderd in het materiaal. Maar kennelijk hebben ze nog onvoldoende gegevens om te zeggen hoe het kan dat Ryugu zo donker is.’
Kettingbotsing
De tweede analyse liet ook zien dat Ryugu ontzettend poreus is. Dat kan het gevolg zijn van de vorming van de planetoïde, die ontstaan is uit een reeks botsingen en ineenstortingen van eeuwenoude planetoïden.
‘Toen ons zonnestelsel ontstond, was er veel stof- en gruisachtig materiaal dat op elkaar botste’, vertelt Ten Kate. ‘Soms bleef dat aan elkaar zitten en daardoor ontstonden er steeds grotere stenen en rotsblokken. Uit deze botsingen zijn uiteindelijk de planeten gevormd. Maar er bleef ook materiaal over en het gebots was nog niet voorbij. Ook die overgebleven planetoïdenreservoirs bleven botsen en werden daardoor uit elkaar geslagen en vormden weer nieuwe planetoïden.’
Moleculen en mineralen
Het feit dat het gruis van Ryugu waterhoudende stoffen en koolstof bevat, wijst er op dat Ryugu afkomstig is van de rand van het vroege zonnestelsel. De aanwezigheid van op stikstof gebaseerde stoffen kan Ryugu’s oorsprong verder specificeren.
Tegelijkertijd suggereert de afwezigheid van sommige stoffen, waaronder calcium en op aluminium gebaseerde mineralen, dat de planetoïde niet is ontstaan in de allereerste jaren en de heetste regionen van het zonnestelsel. Dat zegt aardkundige Ashley King van de afdeling Mineralen en Planetaire Wetenschappen van het Natural History Museum in Londen, die niet betrokken was bij dit onderzoek.
Deze eerste analyses kunnen nog geen exacte leeftijd van Ryugu vaststellen, geeft King aan. Toch wijst de aanwezigheid van de goed bewaard gebleven, donkere en op koolstof gebaseerde stoffen erop dat Ryugu mogelijk al vormde kort na het ontstaan van het zonnestelsel, bijna 4,6 miljard jaar geleden. ‘Dit zijn de zuiverste materialen die we kunnen bemachtigen en zij brengen ons terug naar het beginpunt van het zonnestelsel’, aldus King.
Ook Ten Kate is blij met deze nieuwe onderzoeksgegevens: ‘Als dit materiaal 4,6 miljard geleden zich al min of meer bevond waar het nu is, dan biedt dat allerlei mogelijkheden voor die organische moleculen om op planeetoppervlakken te landen rond de tijd dat leven ontstond.’
