Велика міжнародна співпраця використовувала Diamond Light Source, національний синхротронний завод Великобританії, щоб досліджувати зерна, зібрані з близько земного астероїда, щоб покращити наше розуміння еволюції нашої Сонячної системи. Команда дослідників з Університету Лестера використала Nanoprobe beamline I14 від Diamond Light Source, щоб провести хімічний аналіз фрагмента астероїда Рюгу за допомогою рентгенівської абсорбційної ближньої спектроскопії (XANES). Детальний склад астероїда було вивчено шляхом нанесення на карту хімічних станів елементів у матеріалі астероїда. Крім того, для дослідження зерен астероїда використовувався електронний мікроскоп у Центрі електронної фізичної обробки зображень Diamond (ePSIC).
Джулія Паркер — головний науковий співробітник I14 у Diamond. Вона сказала: «Рентгенівський нанозонд дозволяє вченим досліджувати хімічну структуру своїх зразків у мікронних і наномасштабах довжини, що доповнюється нано-атомною роздільною здатністю зображень на ePSIC. Це дуже цікаво мати можливість зробити внесок у розуміння цих унікальних зразків і працювати з командою в Лестері, щоб продемонструвати, як методи на лінії променя та, відповідно, в ePSIC, можуть принести користь майбутнім місіям повернення зразків».
Дані, зібрані в Diamond, сприяли більш широкому вивченню сигнатур космічного вивітрювання на астероїді. Незаймані зразки астероїдів дозволили співробітникам дослідити, як космічна погода може змінити фізичний і хімічний склад поверхні вуглецевих астероїдів, таких як Рюгу.
Дослідники виявили, що поверхня Рюгу зневоднена і, ймовірно, причиною цього є космічна погода. Результати дослідження, нещодавно опубліковані в Nature Astronomy , привели авторів до висновку, що астероїди, які виглядають сухими на поверхні, можуть бути багатими водою, що потенційно вимагає перегляду нашого розуміння великої кількості типів астероїдів та історії формування астероїдів. пояс астероїдів.
Рюгу — навколоземний астероїд діаметром близько 900 метрів, вперше виявлений у 1999 році в поясі астероїдів між Марсом і Юпітером. Він названий на честь підводного палацу Бога Дракона в японській міфології. У 2014 році японське державне космічне агентство JAXAзапустив Hayabusa2, місію повернення зразків астероїдів, щоб зустрітися з астероїдом Рюгу та зібрати зразки матеріалу з його поверхні та під поверхнею. Космічний корабель повернувся на Землю у 2020 році, випустивши капсулу з дорогоцінними фрагментами астероїда. Ці невеликі зразки були розповсюджені в лабораторіях по всьому світу для наукових досліджень, включаючи Школу фізики та астрономії Університету Лестера та Космічний парк, де Джон Бріджес, один з авторів статті, є професором планетарології.
Джон сказав: «Ця унікальна місія зі збору зразків із найпримітивніших вуглецевих будівельних блоків Сонячної системи потребує найдетальнішої мікроскопії у світі, тому JAXA та команда Fine Grained Mineralogy хотіли, щоб ми проаналізували зразки на рентгенівському нанозонді Diamond. лінія променя. Ми допомогли виявити природу космічного вивітрювання на цьому астероїді через зіткнення мікрометеоритів і сонячний вітер, утворюючи зневоднені змієподібні мінерали, і пов’язане з цим відновлення від окисленого Fe3+ до більш відновленого Fe2+.
Важливо накопичувати досвід у вивченні зразків, повернутих з астероїдів, як у місії Hayabusa2, тому що незабаром на Землю будуть повернуті нові зразки з інших типів астероїдів, Місяця та протягом наступних 10 років Марса. Громада Великобританії зможе виконувати деякі критичні аналізи завдяки нашим установкам у Diamond та електронним мікроскопам в ePSIC».
Будівельні блоки Рюгу — це залишки взаємодії між водою, мінералами та органікою в ранній Сонячній системі до формування Землі. Розуміння складу астероїдів може допомогти пояснити, як розвивалася рання Сонячна система, а згодом і Земля. Вони можуть навіть допомогти пояснити, як виникло життя на Землі, оскільки, як вважають, астероїди доставили велику частину води на планету, а також органічні сполуки, такі як амінокислоти, які є основними будівельними блоками, з яких побудовано все людське життя.
Інформація, зібрана з цих крихітних зразків астероїдів, допоможе нам краще зрозуміти походження не лише планет і зірок, але й самого життя. Незалежно від того, чи це фрагменти астероїдів, стародавні картини чи невідомі вірусні структури, на синхротроні вчені можуть вивчати їхні зразки за допомогою машини, яка в 10 000 разів потужніша за традиційний мікроскоп.