Arizona Eyalet Üniversitesi’nden (Arizona State University) iki kozmokimyacı, ilk defa bir asteroid örneğinin yüzeyinden alınan numunelerde suya rastladı. Örnekler Japon uzay probu Hayabusa tarafından toplanan Itokawa asteroidine ait.
Ekibin bulguları, dünya tarihinin başlarında benzer asteroitler tarafından sıkça yaratılan etkinin, gezegenimizdeki okyanusların neredeyse yarısını dışarıdan getirmiş olabileceğini söylüyor.
JAXA’dan Amerikalı Bilim İnsanına Jest
Science Advances’te 1 Mayıs’ta yayınlanan makalenin başyazarı olan ve ASU Dünya ve Uzay Araştırmaları Okulu’ndan (ASU’s School of Earth and Space Exploration) doktora sonrası araştırmacı olarak bulunan Ziliang Jin; “İncelediğimiz numunelerin, bizim kendi güneş sistemimizdeki ortalama nesnelere göre su bakımından çok daha zengin olduğunu gördük” dedi.
Çalışmanın ortak yazarı ve Jin ile aynı okulda Yardımcı Doçent olarak görev yapan Maitrayee Bose; “Japon uzay ajansı JAXA’nın Itokawa’dan toplanan 5 parçayı, bir ABD’li araştırmacı ile paylaşmaya istekli olması bir ayrıcalıktı” diyor. “Ayrıca bu okulumuz için de iyi bir şey.”
Ekibin Itokawa örneklerinde su arama fikri Hayabusa projesi için de sürpriz oldu.
Bose, “Bunu önerene kadar, hiç kimse su aramayı düşünmemişti” dedi. “Önsezilerimizi değmiş olduğunu bildirmekten dolayı mutluyum.”
NanoSIMS
Ekip, 5 numunenin 2’sinden mineral piroksen buldu.
Yeryüzünden gelen örneklerde, piroksenler kristal yapılarında su içerirler. Bose ve Jin, Itokawa parçacıklarında da su izleri olabileceğinden şüpheleniyorlardı, ancak tam olarak ne kadar olduğunu bilmek istediler. Itokawa; ısınma, soğuma, çoklu çarpışmalar, şoklar ve parçalanmalar gibi zorlu bir geçmişe sahipti. Bunlar minerallerin sıcaklığını yükseltir ve suyu kaybetmelerine neden olurlar.
Her biri bir insan saçı kalınlığının yarısı kadar olan numuneleri incelemek için ekip, ASU’nun Nanoölçekli İkincil İyon Kütle Spektrometresi’ni (Nanoscale Secondary Ion Mass Spectrometer “NanoSIMS”) kullandı ve böylece bu minik mineral tanelerini büyük hassasiyetle ölçebildiler.
NanoSIMS ölçümleri, numunelerin beklenmedik bir şekilde su açısından zengin olduğunu ortaya çıkardı. Ayrıca araştırmacılar, Itokawa gibi normal şartlarda kuru asteroitlerin bile bilim insanlarının varsaydığından daha fazla su içerdiğini öne sürüyorlar.
Parçalanmış dünyalardan kopup gelen su
Itokawa, yaklaşık 1.800 feet uzunluğunda ve 700 — 1000 feet genişliğinde yer fıstığı şeklinde bir asteroittir. Güneş — Dünya arasındaki mesafenin ortalama 1,3 katı kadarlık bir yörüngede güneşin etrafını 18 ayda dolaşır.
Itokawa’nın izlediği yol, onu dünyanın yörüngesinin içine ve en uzaktayken de Mars’ın bir miktar ötesine sürüklüyor.
Itokawa’nın dünya teleskoplarındaki spektrumuna dayanarak, ilim insanları onu S sınıfına yerleştirmektedirler. Bu; çarpışmalarda parçalanan S tipi asteroitlerden parçalar olduğu düşünülen taşlı meteorlarla bağlantı kurar.
Bose “S tipi asteroitler, asteroit kuşağındaki en yaygın nesnelerden biridir” diyor. “Başlangıçta Güneş — Dünya arası mesafenin 3’te 1’i ile 3 katı arasındaki bir mesafede oluştular.”
Ayrıca Bose, bu asteroitlerin küçük olmalarına rağmen her türlü suyu ve uçucu materyali tutabildiklerini de ekliyor.
Muses Denizi
“Fotoğraf: Japan Aerospace Exporation Agency”
Itokawa yapısında birbiri içine dağılmış bir çift moloz yığınını andırıyor. İki ana lobu var. Her ikisi de aşınmış kaya parçalarıyla sabitlenmiş. Aralarında da bir bölüm var ve asteroid içindeki yoğunluk dağılımı beklenileceği gibi homojen değil.
Jin ve Bose bugünkü Itokawa’nın en az 12 mil genişliğinde bir ana cisim parçasının kalıntısı olduğunu düşünüyor. Onlara göre bu ana cisim 1.000 — 1.500 Fahrenayt derecelik bir sıcaklığa maruz kaldı. Bu ana parça ayrıca, derin uzayın tekinsiz bölgelerinde yaşadığı bir dizi çarpışma ve şoktan dolayı çok acı çekti. Nihayetinde ise son bir darbeyle parçalandı. Sonrasında bu parçalardan iki tanesi birleşti ve yaklaşık 8 milyon yıl önce mevcut boyutuna ve şekline ulaşan Itokawa’yı meydana getirdi.
Bose, “Analiz ettiğimiz numuneler, Itokawa’nın “Muses Denizi” adlı bir bölümünden geldi” diyor. “Asteroit üzerinde pürüzsüz ve toz kaplı bir alan.”
Moleküler izler bizlere asteroitin geçmişini anlatıyor
Jin açıklamalarına devam ediyor:
“Örnekler Itokawa’nın yüzeyinden toplandı. Ancak bu granüllerin orijinal ana gövde içinde nerede bulunduklarını bilmiyoruz. Yine de en iyi tahminimiz asteroit içinde 100 metreden daha derinlerde gömülü oldukları.”
Jin’le beraber bir dizi bilim insanı bu sonuçları önemsiyor. Çünkü ana asteroid parçası felaket bir bozulmayla parçalanırken; ortaya çıkan küçük granüller, uzayda yoğun radyasyona ve yüzeylerindeki mikrometeoritlere maruz kalmalarına rağmen numunelerden elde edilen mineraller; hala içlerindeki suyu kaybetmemiş olduklarını gösteriyor.
Ek olarak, Jin’e göre “Mineraller dünyadakilerden farksız hidrojen izotop bileşenlerine sahipler.”
Bose, “Bu, S tipi asteroitler ve sıradan kondritlerin ana gövdeleri muhtemelen uzaydaki karasal gezegenler için kritik bir su kaynağı ve diğer bazı unsurlar anlamına geliyor” dedi. “Ve bunu yalnızca yüzey tozları ve kayalardan alınan küçük numunelerin izotop ölçümlerine bakarak söyleyebiliyoruz.”
“Bu da, bu asteroitleri keşif için yüksek öncelikli hedefler haline getiriyor.”
Örnek Toplamalı Görevler
Güneş sisteminin nasıl oluştuğunun bir resmini çeken bilim insanları ve kozmokimyacılar için, asteroitler harika bir kaynaktır. Gezegensel sistem için gerekli olan yapı taşları, güneş sistemi tarihinin ilk zamanlarından gelen ortak materyalleri içermekle birlikte, aralarında büyük ölçüde değişiklikler de gösterirler.
Bose, “Gezegensel nesnelerin derinlemesine bir çalışmasını gerçekten yapmak istiyorsak, örnek toplamalı görevler zorunludur” diyor.
“Itokawa’ya yapılan Hayabusa görevi, dünyanın oluşmasına yardım eden cisimlerin uçucu içeriği hakkındaki bilgimizi genişletti. Diğer yıldızların etrafındaki kayalık ekzoplanetler için benzer bir su üretim mekanizmasının yaygın olması şaşırtıcı olmaz.”
Çalışmanın orijinaline aşağıdaki bağlantıdan ulaşabilirsiniz.
Ziliang Jin, Maitrayee Bose. New clues to ancient water on Itokawa. Science Advances, 2019: Vol. 5, no. 5, eaav8106 DOI: 10.1126/sciadv.aav8106
