Analyser av prover som hämtats från asteroiden Ryugu av den japanska rymdfarkosten Hayabusa2 har gett nya insikter om den magnetiska och fysiska bombardemangsmiljön i den interplanetära rymden. Resultaten av studien, som utförts av professor Yuki Kimura vid Hokkaido University och medarbetare vid 13 andra institutioner i Japan, publiceras i tidskriften Nature Communications.
I undersökningarna användes elektronvågor som trängde in i proverna för att avslöja detaljer i deras struktur och magnetiska och elektriska egenskaper, en teknik som kallas elektronholografi.
Hayabusa2 nådde asteroiden Ryugu den 27 juni 2018, samlade in prover under två känsliga landningar och återförde sedan de utslungade proverna till jorden i december 2020. Rymdfarkosten fortsätter nu sin resa genom rymden, med planer på att observera två andra asteroider 2029 och 2031.
En fördel med att samla in prover direkt från en asteroid är att det gör det möjligt för forskare att undersöka långsiktiga effekter av dess exponering för miljön i rymden. ”Solvinden” av högenergipartiklar från solen och bombardemanget från mikrometeoroider orsakar förändringar som kallas rymdväder.
Det är omöjligt att studera dessa förändringar exakt med hjälp av de flesta av de meteoritprover som landar naturligt på jorden, delvis på grund av deras ursprung från de inre delarna av en asteroid, och även på grund av effekterna av deras eldiga nedstigning genom atmosfären.
Magnetitpartiklar (runda partiklar) skurna från ett Ryugu-prov. (A) Transmissionselektronmikroskopbild med ljust fält. (B) Bild av magnetisk flödesfördelning erhållen med elektronholografi. De koncentriska cirkulära ränderna som ses inuti partiklarna motsvarar magnetiska kraftlinjer. De kallas virvelmagnetiska domänstrukturer och är mer stabila än vanliga hårddiskar, som kan registrera magnetfält i mer än 4,6 miljarder år. (Yuki Kimura, et al. Nature Communications. 29 april 2024). Kredit: Yuki Kimura, et al. Nature Communications. 29 april 2024
”De signaturer av rymdvittring som vi har upptäckt direkt kommer att ge oss en bättre förståelse för vissa av de fenomen som förekommer i solsystemet”, säger Kimura. Han förklarar att magnetfältets styrka i det tidiga solsystemet minskade i takt med att planeterna bildades, och genom att mäta den kvarvarande magnetiseringen på asteroider kan man få information om magnetfältet i solsystemets allra tidigaste skede.
Kimura tillägger: ”I framtida arbete kan våra resultat också bidra till att avslöja den relativa åldern på ytor på luftlösa kroppar och hjälpa till med den korrekta tolkningen av fjärranalysdata som erhållits från dessa kroppar.”
En särskilt intressant upptäckt var att små mineralkorn, så kallade framboider, som består av magnetit, en form av järnoxid, helt hade förlorat sina normala magnetiska egenskaper. Forskarna föreslår att detta berodde på kollision med höghastighets mikrometeoroider med en diameter på mellan 2 och 20 mikrometer.
Framboiderna var omgivna av tusentals nanopartiklar av metalliskt järn. Framtida studier av dessa nanopartiklar kommer förhoppningsvis att avslöja insikter om det magnetfält som asteroiden har upplevt under långa tidsperioder.
”Även om vår studie främst är av grundläggande vetenskapligt intresse och förståelse, kan den också bidra till att uppskatta graden av nedbrytning som sannolikt orsakas av rymdstoft som träffar robotar eller bemannade rymdfarkoster i hög hastighet”, avslutar Kimura.
Ytterligare information: Nonmagnetic framboid and associated iron nanoparticles with a space-weathered feature from asteroid Ryugu, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-47798-0
