Új keletkezési modellt alkottak a Hayabusa2 küldetés új eredményei alapján a Ryugu aszteroidára, ami a klasszikus elmélet szerint két nagyobb kisbolygó ütközésekor jött létre. Az új japán tanulmány szerint a Ryugu valójában üstökös lehetett. Az eddigi megfigyeléseinkhez illeszkedő, egyszerű fizikai modellel az üstökösöket, aszteroidákat és a Naprendszerünk fejlődését is pontosabban lehet leírni.

Az aszteroidák rengeteg nyomot rejtenek a bolygók és kísérőik kialakulásáról, fejlődéséről, így a történetük megértésével a Naprendszerünk egészéről is szerezhetünk új információkat. Habár a távérzékeléses módszerek és távcsöves megfigyelések is hasznosak, az égitestekről hozott minták jóval részletesebb képet nyújtanak a kisbolygók jellemzőiről és kialakulásukról. A Földre 7 év után, 2010-ben visszaérkezett Hayabusa küldetés az Itokawa aszteroidáról hozott mintákat.

Ennek utódja a Hayabusa2 küldetés, ami 2020 vége táján tért vissza a Ryugu aszteroida kőzetmintáival, valamint egy sor fényképpel és mérési adattal felszerelkezve. A mintákat még vizsgálják, de már a távoli mérésekből is három fontos információt sikerült kideríteni a kisbolygóról. Először is, a Ryugu egy törmelékkupac (rubble-pile) aszteroida, mely sok apró, összetapadt kőzetszemcséből és szilárd anyagból áll össze, nem pedig egyetlen darab, masszív sziklából. Másodszor, a Ryugu formája egy gyémánthoz vagy búgócsigához hasonlít, ami valószínűleg a gyors forgás okozta deformáció eredménye. Harmadszor pedig a Ryugu különösen nagy mennyiségű szerves anyagot tartalmaz.

Ezek közül a harmadik eredmény kérdőjelezi meg az aszteroida keletkezését. A jelenleg elfogadott konszenzus szerint a Ryugu két nagyobb kisbolygó ütközéséből megmaradt törmelékből alakult ki. Ez viszont nem állja meg a helyét akkor, ha az aszteroida szervesanyag-tartalma magas (amint elkészültek a visszahozott minták analizálásával, erre választ kapunk). Ebben az esetben hogyan keletkezhetett a Ryugu?

A Ryugu aszteroida a japán Hayabusa2 űrszonda felvételén, 2018. június 26-án. (Forrás: JAXA, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Aizu, AIST)

A Nagoya City University kutatója, Hitoshi Miura vezette kutatócsoport eredményei szerint egy eléggé egyszerű fizikai modell válaszolhatja meg a kérdést. Az Astrophysical Journal Letters tudományos folyóiratban publikált tanulmányuk szerint a Ryugu, és más hasonló aszteroidák valójában kiszáradt üstökösök lehetnek. Az üstökösök a Naprendszer külső, hidegebb régiójában kialakult kis égitestek, amiket főként vízjég és valamennyi elkeveredett kőzet (törmelék) alkot. Amikor egy üstökös belép a belső Naprendszerbe, a Nap sugárzásából származó hő miatt a jég szublimál és elszökik, nem marad vissza pedig más mint a kőzetszemcsék; ezek a gravitáció hatására kompaktálódnak és kialakul a törmelékkupac aszteroida.

A folyamat a Ryugu minden megfigyelt tulajdonságához illik. A jég szublimációja miatt az üstökös magja tömeget veszít és összezsugorodik, ennek következtében pedig megnövekszik a forgás sebessége. A gyorsulás miatt az üstökösmag elérheti azt a sebességet, ami kialakítja az ismert, gyémántra emlékeztető formát. Továbbá, az üstökösök jeges alkotóelemei vélhetőleg a csillagközi térben létrejött szerves anyagot is tartalmazzák, ami lerakódna a szublimáció után visszamaradt törmelékben, magyarázva a magas szervesanyag-tartalmat.

A Ryugu aszteroida kialakulásának feltételezett folyamatábrája. (Forrás: Miura et al., 2022)

A hipotézis teszteléséhez egyszerű fizikai modellen alapuló numerikus szimulációkat végeztek, és kiszámolták, mennyi ideig tartana a jégnek elszublimálni és felgyorsítani a visszamaradt üstökösmagot. Az eredményeik szerint a Ryugu valószínűleg néhány tíz ezer évig lehetett aktív üstökös, mielőtt belépett a belső Naprendszerbe. Az itteni magas hőmérsékletek miatt a jég elpárolgott, a Ryugu pedig a ma látható aszteroidává alakult át.

Az új tanulmány szerint vélhetőleg az összes, magas szervesanyag-tartalommal bíró, gyémántra emlékeztető törmelékkupac aszteroida (mint a Ryugu vagy a Bennu, ahova az OSIRIS-REx küldetést indították) üstökös és aszteroida közötti, átmeneti objektum lehet (angol nevéből röviden CAT, comet-asteroid transition object). Ezek olyan kis égitestek, amelyek egykor üstökösök voltak, de mára első ránézésre megkülönböztethetetlenek a kisbolygóktól. Mivel mind az üstökösökhöz, mind az aszteroidákhoz hasonlítanak, sok újat taníthatnak nekünk a Naprendszerünkről.

Forrás: Nagoya CU