A Naprendszernél idősebb szemcsék a Ryugu kisbolygó kőzetmintájában

A Naprendszerünk 4,6 milliárd éve keletkezett, ám régóta sejtjük, főként meteoritoknak köszönhetően, hogy vannak ennél is régebbi mikroszkopikus porszemcsék körülöttünk. No de miként lehetséges ez? Ma már tudjuk, hogy vannak égitestek is, amelyek más csillagok körüli bolygórendszerekben jöttek létre. Ezek a Naprendszer előtti szemcsék ugyanígy más csillagok (például szupernóva-robbanások során létrejött) szülöttei, csak éppen ők már akkor idejutottak, amikor a Naprendszer kialakult. Ezek is beépültek az égitestek anyagába, illetve megtalálhatóak a bolygóközi porban is. Az idegen eredetüket egyrészt elárulja az, hogy a bennük lévő elemek más izotóparányban találhatóak meg, mint a Naprendszer saját anyagában, másrészt kormeghatározással is igazolható ősibb voltuk. A híres Murchinson-meteoritban talált szemcsék kora 5-7 milliárd évesnek bizonyult a mérések alapján. Fontos adat, hogy ezek a Naprendszeren kívüli eredetű szemcsék igen könnyedén átalakulnak és felismerhetetlenné válnak vizes környezetben. Ez azt jelenti, hogy nem mindenféle égitesten képesek fennmaradni sem.

Egy nemzetközi kutatócsoport a (162173) Ryugu kisbolygóról 2020-ban hazaérkezett kőzetmintában vizsgálta meg ezen ősi, Naprendszer előtti szemcsék előfordulását, és a Science Advances folyóiratban számolt be az eredményről. E szemcsék mérete a nanométerestől a mikrométeres nagyságig terjed, vagyis rendkívül aprók, összevetésül egy közönséges E. coli baktérium 1 mikrométeres nagyságú.

Két, szilikátos típusú nagyobb göröngyöt (bár ezek hétköznapi értelemben még mindig egészen apró, mikroszkopikus méretűek) mértek fel, a kémiai összetételüket energia-diszperzív röntgen-spektroszkópia (FE-SEM-EDX) útján. A kisbolygóétól elkülöníthető összetételű göröngyökben több vas és kén, de kevesebb magnézium és szilícium volt, mint a környezetükben. Ezekben a nagyobb göröngyökben találták meg aztán a Naprendszer előtti, egészen apró szemcséket, nanoléptékű másodlagos ion-tömegspektrométer (NanoSIMS) segítségével. Összesen 58 darab ilyen egészen mini, ősi porszemcsét találtak, amelyek közül néhány szupernóvákra jellemző jegyeket viselt.

A Ryugu anyagának mintái mintegy 50 százalékban a vizes átalakuláson átesett ásványtípusokból állnak, amelyekben, ha voltak is, már nem lehet megtalálni a Naprendszer előtti szemcséket. Erre a vizes átalakulásra akkor került sor, mielőtt a Ryugu egy sokkal nagyobb méretű kisbolygóból egy becsapódás során kiszakadt. Azok a darabkák, amelyekben megtalálták e szemcséket, valószínűleg üstökös-eredetűek lehetnek – az üstökösök fagyott állapota megakadályozta e szemcsék átalakulását – és csak a Ryugu anyaégitestjének feldarabolódását követően kerültek oda. A szemcsék vizsgálata azt is megerősítette, hogy a Ryugu anyagának hőmérséklete sosem emelkedett 100 Celsius-fok fölé.

A különböző típusú Naprendszer előtti szemcsék azt is igazolják, hogy milyen sokszínű környezetben jött létre maga a Naprendszer is, számos külső forrás – köztük szupernóvák – is adott hozzá ősi szemcséket.

A vizsgálat sokszínű eredménye is jelzi, mennyire fontos, hogy mintákat vizsgálhassunk egyes távoli égitestekről, mivel ilyen részleteket semmiféle távérzékelési módszerrel nem lehetett volna begyűjteni. Bár a mintavételezési küldetések bonyolultak, az elmúlt évek viszonylag kis költségvetésű küldetéseinek sikerei rendkívüli fontosságúak. A következő, remélhetőleg szintén sikeresen landoló mintát a Bennu kisbolygóról kapjuk, ez 2023 őszén érkezik majd meg az USA területére.