บาคาร่าเว็บตรง ภาพนิ่งจากภาพยนตร์ที่ถ่ายโดยยานอวกาศ Hayabusa2 ขณะที่มันแตะพื้นผิวของดาวเคราะห์น้อย Ryugu ซึ่งแสดงส่วนหนึ่งของยานอวกาศที่มีพื้นหลังเป็นหินสีเทา การเผชิญหน้าอย่างใกล้ชิด: ทัชดาวน์แรกของ Hayabusa2 บนพื้นผิวของ Ryugu ในระหว่างวันที่ 22 กุมภาพันธ์ 2019 (เอื้อเฟื้อ: JAXA/Tokyo University of Science, Kimura Laboratory)
องค์ประกอบทางเคมีของตัวอย่างที่เก็บมาจากดาวเคราะห์น้อย
162173 Ryugu นั้นคล้ายคลึงกับดวงอาทิตย์อย่างมาก สมาชิกของทีมที่ได้รับมอบหมายให้วิเคราะห์ตัวอย่างของ Ryugu ที่รวบรวมโดยภารกิจ Hayabusa2 กล่าว ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าความคลาดเคลื่อนระหว่างองค์ประกอบของ Ryugu กับอุกกาบาตที่รู้จักกันในชื่อ CI chondrite อาจเกิดจากสภาวะต่างๆ ที่เกิดขึ้นหลังจากการก่อตัว แทนที่จะเป็นแหล่งกำเนิดที่แตกต่างกัน
Ryugu ถูกตรวจพบครั้งแรกโดยโครงการวิจัยดาวเคราะห์น้อยใกล้โลกของลินคอล์น (LINEAR) ในปี 2542 เป็นรูปเพชรหมุนทุก 7.6 ชั่วโมงและโคจรรอบดวงอาทิตย์ระหว่างโลกกับดาวอังคาร ในปี 2014 สำนักงานสำรวจอวกาศของญี่ปุ่น (JAXA) ได้เปิดตัวภารกิจ Hayabusa2โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อรวบรวมตัวอย่างจากด้านบนและด้านล่างของพื้นผิวดาวเคราะห์น้อยและส่งคืนสู่พื้นโลก ในปี 2019 Hayabusa2 ประสบความสำเร็จในส่วนแรกของภารกิจด้วยการยิงโพรเจกไทล์แทนทาลัมขนาด 5 กรัมที่ดาวเคราะห์น้อย รวบรวมก้อนกรวดและทรายที่พุ่งออกมาแล้วปิดผนึกไว้ในแคปซูล เมื่อวันที่ 6 ธันวาคม 2020 แคปซูลที่ปิดสนิทนี้กลับสู่โลกทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวิเคราะห์วัสดุที่ไม่ปนเปื้อนได้
ความแตกต่างที่ทำให้งง
ในการศึกษาล่าสุด ทีมงานที่นำโดยKazuhide Nagashimaจาก University of Hawai’i ที่Mānoa ประเทศสหรัฐอเมริกาTetsuya Yokoyamaจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียว ประเทศญี่ปุ่น และHishayoshi Yurimotoของมหาวิทยาลัยฮอกไกโด ประเทศญี่ปุ่น ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน การหาอายุของไอโซโทปรังสี และเทคนิคอื่นๆ เพื่อศึกษาตัวอย่าง Ryugu ขนาด 95 มก. โดยมีเป้าหมายเพื่อกำหนดเงื่อนไขที่อาจพบในช่วงอายุของมัน การทดสอบเหล่านี้ได้รับแรงกระตุ้นจากการสังเกตก่อนหน้านี้ที่เปิดเผยว่าในขณะที่ทั้ง chondrite ของ Ryugu และ CI มีคุณสมบัติทางเคมีที่คล้ายคลึงกับดวงอาทิตย์ แต่ก็มีความแตกต่างกันในด้านหลักๆ เช่น Ryugu มีสีเข้มกว่าอุกกาบาตอื่นๆ และมีรูพรุนมากกว่า CI chondrite ความแตกต่างเหล่านี้ทำให้งงเพราะเชื่อว่าทั้งคู่มีดาวเคราะห์น้อยแม่ที่กำเนิดมาจากกลุ่มเมฆฝุ่นและก๊าซ ซึ่งในที่สุดด้วยแรงโน้มถ่วงก็ยุบตัวกลายเป็นดวงอาทิตย์และจานรอบข้าง
ประเด็นสำคัญของการวิเคราะห์ของทีมมุ่งเน้นไปที่การขาดน้ำของ Ryugu แม้ว่าดาวเคราะห์น้อยจะได้ชื่อมาจาก “วังมังกร” ใต้น้ำในนิทานพื้นบ้านของญี่ปุ่น แต่ของเหลวที่เป็นน้ำยังไม่คงที่ในขณะนี้ ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีจากตัวอย่าง Ryugu แสดงให้เห็นว่าพลังงานจากการสลายกัมมันตภาพรังสีอาจทำให้น้ำละลายและในที่สุดก็หลบหนีไปในอวกาศ ซึ่งนำไปสู่ก้อนโคลนที่ค่อนข้างแห้งที่เราสังเกตพบในปัจจุบัน สมมติฐานอื่นๆ สำหรับน้ำที่หายไปของ Ryugu ได้แก่ การผสมความร้อนจากแรงกระแทก ความร้อนจากแสงอาทิตย์ สภาวะอากาศในอวกาศ และการสัมผัสกับสุญญากาศในอวกาศที่สูงมาก Shogo Tachibanaศาสตราจารย์ด้านอวกาศและวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่มหาวิทยาลัยโตเกียวและสมาชิกทีมวิเคราะห์ตัวอย่างกล่าวว่า “Ryugu มีประสบการณ์การเปลี่ยนแปลงของน้ำอย่างรุนแรงในช่วงเริ่มต้นของการวิวัฒนาการ
ตัวอย่างที่บริสุทธิ์
สมมติฐานทางเลือกสำหรับความแตกต่างของธาตุที่สังเกตได้ระหว่าง Ryugu และ CI chondrites คือหลังอาจพบการปนเปื้อนบนบกในช่วงหลายทศวรรษที่ใช้เวลาบนโลก ซึ่งหมายความว่าเคมีของพวกมันไม่ได้สะท้อนถึงร่างกายของพ่อแม่ในอวกาศอีกต่อไป นักวิทยาศาสตร์ของหนังสือพิมพ์ระบุว่าตัวอย่าง Ryugu ของ Hayabusa2 นั้นบริสุทธิ์ทางเคมีเมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่างอื่นๆ โดย Tachibana เรียกพวกมันว่า “คอนไดรต์ CI ที่สดใหม่ที่สุดที่มีองค์ประกอบองค์ประกอบใกล้กับดวงอาทิตย์ที่สุดในบรรดาอุกกาบาตทั้งหมด”
ความประทับใจของศิลปินต่อภารกิจ Psyche ที่แสดงยานอวกาศเหนือพื้นผิวที่เป็นหินและเป็นก้อน นักดาราศาสตร์จับภาพที่มีรายละเอียดมากที่สุดของดาวเคราะห์น้อยโลหะหายากขนาดใหญ่
แม้ว่าตัวอย่างที่เก็บจากอวกาศและกลับสู่โลกจะหายากในปัจจุบัน แต่ก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า JAXA มีแผนสำหรับภารกิจในอนาคตที่จะรวมถึงการรวบรวมตัวอย่างจากโฟบอสของดาวอังคาร ในขณะที่ Roscosmos ของรัสเซียและองค์การอวกาศแห่งชาติจีนวางแผนที่จะรวบรวมตัวอย่างจากดวงจันทร์ ในระหว่างนี้ ตัวอย่างบางส่วนจาก Ryugu กำลังเดินทางไปประเทศญี่ปุ่น ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งจะถูกเก็บไว้ในห้องที่เต็มไปด้วยก๊าซไนโตรเจน ซึ่งจำกัดการสัมผัสกับการปนเปื้อนและให้โอกาสเพิ่มเติมในการจำแนกลักษณะการก่อตัวและวิวัฒนาการของระบบสุริยะ
สถานะดังกล่าวซึ่งนักฟิสิกส์ต้องการมักจะแสดงคุณสมบัติเฉพาะเช่นแม่เหล็กและตัวนำยิ่งยวด การสร้างพวกมันปลอมเป็นสาขาการวิจัยที่มีความกระตือรือร้นสูง แต่ยากที่จะทำได้ผ่านการบิดเนื่องจากระบบบิดต้องใช้วัสดุสองชั้นและการควบคุมมุมบิดระหว่างพวกเขาอย่างระมัดระวัง ในทางตรงกันข้าม เทคนิคใหม่นี้สามารถใช้ได้แม้ในวัสดุชั้นเดียว “วิธีการที่เรานำเสนอในการรวมการมอดูเลตภูมิประเทศและวัสดุ 2D จะเอาชนะข้อจำกัดหลายประการของระบบ Moiré ในปัจจุบัน และช่วยให้เราสามารถสำรวจฟิสิกส์ในระบบ 1D ซึ่งส่วนใหญ่ไม่สามารถเข้าถึงได้โดยการบิดวัสดุ 2D” Yakobson กล่าวสรุป
การใช้ภูมิประเทศเพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของวัสดุ 2 มิติเป็นทิศทางการวิจัยใหม่ และในมุมมองของ Yakobson ขอบเขตที่กว้างของมันหมายความว่าในที่สุดมันก็สามารถดึงดูดความสนใจที่คล้ายกันกับระบบ 2 มิติแบบบิดเกลียว 2 มิติได้ “ในขั้นต่อไปของงาน เราต้องการสำรวจว่าคลื่นภูมิประเทศส่งผลต่อคุณสมบัติของวัสดุ 2 มิติต่างๆ ที่มีคุณสมบัติการทำงานโดยธรรมชาติ เช่น สนามแม่เหล็กและพฤติกรรมทอพอโลยีอิเล็กทรอนิกส์อย่างไร” เขากล่าว “ที่สำคัญ เรายังต้องการทดลองทำระบบฟิสิกส์ของวัสดุที่เราได้เสนอ ‘สูตร’ สำหรับในการศึกษานี้” บาคาร่าเว็บตรง
