داستان متفاوت نمونه‌های سیارک «ریوگو» درباره شکل‌گیری سیارک‌های غنی از کربن
نمونه‌های به‌دست‌آمده از سیارک «ریوگو»، ایده‌های پیشین را درباره نحوه تشکیل شدن سیارک‌های غنی از کربن زیر سوال می‌برند.
سیارک «ریوگو»(Ryugu) احتمالا آنطور که پیشتر تصور می‌شد، از محل مبدا تا مدار کنونی خود سفر نکرده است. یک پژوهش جدید نشان می‌دهد که ریوگو در نزدیکی سیاره مشتری شکل گرفته است.
به نقل از فیز، پژوهش‌های پیشین یک منشا را فراتر از مدار زحل نشان داده بودند. چهار سال پیش، کاوشگر فضایی ژاپنی «هایابوسا ۲»(Hayabusa ۲) نمونه‌هایی را از ریوگو به زمین آورد.
اکنون گروهی از پژوهشگران به سرپرستی «موسسه تحقیقات منظومه شمسی ماکس پلانک»(MPS) در آلمان، نیکل به‌دست‌آمده از این نمونه‌ها و شهاب‌سنگ‌های معمولی غنی از کربن را مقایسه کرده‌اند.
نتایج این پژوهش یک جایگزین را برای ایده‌های پیشین پیرامون محل تولد این اجرام نشان می‌دهد. ایده جایگزین این است که سیارک‌های غنی از کربن ممکن است در همان منطقه نزدیک مشتری شکل گرفته باشند؛ البته تا حدی از طریق فرآیندهای متفاوت و با فاصله حدود دو میلیون سال از یکدیگر.
از دسامبر سال ۲۰۲۰ که نمونه‌های سیارک ریوگو به زمین بازگردانده شد، این چند گرم از مواد بسیار زیاد بوده است. پس از بررسی‌های اولیه در ژاپن، برخی از دانه‌های ریز سیاه‌رنگ به مراکز تحقیقاتی سراسر جهان سفر کردند.
ذرات در مراکز تحقیقاتی مورد بررسی قرار گرفتند، وزن شدند، تحلیل شیمیایی را پشت سر گذاشتند و در معرض اشعه‌های فروسرخ، ایکس، سنکروترون و موارد دیگر قرار گرفتند. پژوهشگران موسسه تحقیقات منظومه شمسی ماکس پلانک، نسبت ایزوتوپ‌های فلزی خاص را در نمونه‌ها بررسی کردند. دانشمندان از ایزوتوپ‌ها به عنوان گونه‌هایی از یک عنصر مشابه یاد می‌کنند که تنها در تعداد نوترون‌های هسته با هم تفاوت دارند. پژوهش‌هایی از این دست می‌توانند به درک مکان تشکیل ریوگو در منظومه شمسی کمک کنند.
دکتر «تیمو هاپ»(Timo Hopp) از پژوهشگران این پروژه گفت: فرضیه ما تاکنون این بود که محل پیدایش ریوگو بیرون از مدار زحل است.
جدیدترین تحلیل‌های صورت‌گرفته توسط این گروه پژوهشی در حال حاضر یک تصویر متفاوت را نشان می‌دهند. پژوهشگران برای اولین بار نسبت ایزوتوپ‌های نیکل را در چهار نمونه از سیارک ریوگو و ۶ نمونه کندریت‌های کربن‌دار بررسی کرده‌اند. نتایج این بررسی، رابطه نزدیک بین ریوگو و کندریت کربن‌دار را تایید می‌کنند. با وجود این، ایده یک زادگاه مشترک در لبه منظومه شمسی دیگر قانع‌کننده نیست.
پس چه اتفاقی افتاده است؟ پژوهشگران تا پیش از این، کندریت‌های کربن‌دار را ترکیبی از سه مواد تشکیل‌دهنده می‌دانستند که حتی می‌توان آنها را با چشم غیر مسلح در برش‌های عرضی مشاهده کرد. اجزای گرد و میلی‌متری جاسازی‌شده در ریزدانه و همچنین اجزای کوچک‌تر با شکل نامنظم به صورت متراکم در کنار هم قرار گرفته‌اند. ادخال‌های(کانی) نامنظم اولین موادی هستند که به صورت توده‌های جامد در قرص گازی داغ در حال چرخش به دور خورشید متراکم شده‌اند. کندرول‌های گرد غنی از سیلیکات بعدا تشکیل شدند.
پژوهش جدید نشان می‌دهد که دانه‌های ریز آهن-نیکل احتمالا در طول روند شکل‌گیری سیارک‌ها جمع شده‌اند. درباره ریوگو و کندریت‌های کربن‌دار، این فرآیند باید به ویژه کارآمد بوده باشد. «فریدولین اسپیتزر»(Fridolin Spitzer) پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: احتمالا فرآیندهای کاملا متفاوتی در تشکیل ریوگو و کندریت‌های کربن‌دار از یک سو و گروه‌های دیگر کندریت‌های کربن‌دار از سوی دیگر در کار بوده‌اند.
به گفته پژوهشگران، تشکیل اولین کندریت‌های کربن‌دار حدود دو میلیون سال پس از شکل‌گیری منظومه شمسی آغاز شد. گرد و غبار و اولین توده‌های جامد که توسط نیروی گرانشی خورشید جوان جذب شدند، از لبه بیرونی قرص گاز و غبار به درون منظومه شمسی راه یافتند اما در این راه با یک مانع روبه‌رو شدند. این مانع، مشتری تازه شکل‌گرفته بود.
در بیرون از مدار مشتری، توده‌های سنگین‌تر و بزرگ‌تر انباشته شدند و به شکل کندریت‌های کربن‌دار با گنجایش‌های فراوان درآمدند. در اواخر این روند پس از حدود دو میلیون سال، فرآیند دیگری شکل گرفت. تحت تأثیر خورشید، گاز اصلی به تدریج در بیرون از مدار مشتری تبخیر شد و تجمع غبار و دانه‌های آهن-نیکل را پدید آورد. این امر به تولد کندریت‌های کربن‌دار انجامید.
این کندریت‌های کربن‌دار به عنوان خویشاوندان دوردست و تا حدی عجیب سایر کندریت‌های کربن‌دار ساکن در بیرونی‌ترین لبه منظومه شمسی در نظر گرفته نمی‌شوند، بلکه بیشتر مانند خواهر و برادر کوچک‌تری به نظر می‌رسند که ممکن است در همان منطقه اما طی یک فرآیند متفاوت و پس از آنها شکل گرفته باشند.
پروفسور «تورستن کلاین»(Thorsten Kleine) مدیر گروه علوم سیاره‌ای موسسه تحقیقات منظومه شمسی ماکس پلانک و از پژوهشگران این پروژه گفت: این پژوهش نشان می‌دهد که تحقیقات آزمایشگاهی تا چه حد می‌توانند در رمزگشایی تاریخ شکل‌گیری منظومه شمسی ما مهم باشند.
این پژوهش در مجله «Science Advances» به چاپ رسید.