Bagaimana bahaya luar angkasa mempengaruhi asteroid Ryugu?

Asteroid yang telah berkeliaran di luar angkasa selama miliaran tahun akan dibombardir oleh segala hal mulai dari batu hingga radiasi. Perjalanan luar angkasa antarplanet selama miliaran tahun meningkatkan kemungkinan bertabrakan dengan sesuatu di ruang hampa yang luas, dan setidaknya salah satu dari dampak tersebut cukup kuat untuk mengubah asteroid Ryugu selamanya.

Ketika pesawat ruang angkasa Hayabusa2 milik Badan Dirgantara Jepang mendarat di Ryugu, ia mengumpulkan sampel dari permukaan yang mengungkapkan bahwa partikel magnetit (yang biasanya bersifat magnetis) di puing-puing asteroid tidak memiliki magnet. Kini tim peneliti dari Universitas Hokkaido dan beberapa institusi lain di Jepang memberikan penjelasan bagaimana material ini kehilangan sebagian besar sifat magnetiknya. Analisis mereka menunjukkan bahwa hal itu disebabkan oleh dampak setidaknya satu mikrometeorit berkecepatan tinggi, yang memecah komposisi kimia magnetit sehingga tidak lagi bersifat magnetis.

“Kami mengira magnetit semu telah tercipta [as] Para peneliti yang dipimpin oleh Yuki Kimura, seorang profesor di Universitas Hokkaido, mengatakan dalam penelitian yang baru-baru ini diterbitkan di jurnal Nature Communications bahwa penyebab pelapukan ruang angkasa adalah dampak mikrometeorit.

apa yang tersisa…

Ryugu merupakan planet yang relatif kecil dan tidak memiliki atmosfer, sehingga lebih rentan terhadap pelapukan ruang angkasa — yaitu perubahan akibat mikrometeorit dan angin matahari. Memahami pelapukan luar angkasa sebenarnya dapat membantu kita memahami evolusi asteroid dan tata surya. Masalahnya adalah sebagian besar informasi kita tentang asteroid berasal dari meteorit yang jatuh ke Bumi, dan sebagian besar meteorit tersebut merupakan bongkahan batuan dari dalam asteroid, sehingga belum terpapar pada lingkungan keras antarplanet. Mereka juga dapat berubah ketika turun melalui atmosfer atau melalui proses fisik di permukaan. Semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk menemukan meteorit, kemungkinan besar semakin banyak informasi yang hilang.

Ryugu sebelumnya merupakan bagian dari benda yang jauh lebih besar, asteroid tipe C, atau mengandung karbon, yang berarti sebagian besar terdiri dari batuan tanah liat dan silikat. Mineral ini biasanya membutuhkan air untuk terbentuk, namun keberadaannya dijelaskan oleh sejarah Ryugu. Asteroid itu sendiri diyakini lahir dari puing-puing setelah tubuh induknya hancur akibat tabrakan. Tubuh aslinya juga tertutup air es, yang menjelaskan magnetit, karbonat, dan silikat yang ditemukan di Ryugu – mereka membutuhkan air untuk terbentuk.

Magnetit adalah mineral paramagnetik (mengandung besi dan magnetis). Ia terdapat di semua asteroid tipe C dan dapat digunakan untuk menentukan magnetisasi sisa atau sisa. Magnetisasi permanen suatu asteroid dapat mengungkapkan seberapa kuat medan magnet pada waktu dan tempat pembentukan magnetit.

Kimura dan timnya mampu mengukur sisa magnetisasi dalam dua fragmen magnetit (dikenal sebagai framboids karena bentuknya yang khusus) dari sampel Ryugu. Ini adalah bukti adanya medan magnet di nebula tempat tata surya kita terbentuk, dan menunjukkan kekuatan medan magnet tersebut pada saat magnetit terbentuk.

Namun, tiga fragmen magnetit lainnya tidak termagnetisasi sama sekali. Di sinilah peran pelapukan ruang angkasa.

…dan apa yang hilang

Dengan menggunakan holografi elektron, yang dilakukan dengan menggunakan mikroskop elektron transmisi yang mengirimkan gelombang elektron berenergi tinggi melalui sampel, para peneliti menemukan bahwa ketiga bingkai tersebut tidak mengandung struktur kimia magnetik. Hal ini membuatnya sangat berbeda dari magnetit.

Analisis lebih lanjut menggunakan pemindaian mikroskop elektron menunjukkan bahwa partikel magnetit sebagian besar terbuat dari oksida besi, namun terdapat lebih sedikit oksigen pada partikel yang kehilangan magnetnya, yang menunjukkan bahwa material tersebut telah mengalami reduksi kimia, karena elektron disumbangkan ke sistem. . . Hilangnya oksigen (dan besi teroksidasi) menjelaskan hilangnya magnet, yang bergantung pada organisasi elektron dalam magnetit. Itu sebabnya Kimura menyebutnya sebagai “magnetit palsu”.

Tapi apa yang menyebabkan reduksi yang menyebabkan demagnetisasi magnetit? Kimura dan timnya menemukan lebih dari seratus molekul besi metalik di bagian sampel asal kerangka yang mengalami kerusakan magnetik. Jika meteorit dengan ukuran tertentu menghantam wilayah Ryugu, maka akan dihasilkan partikel besi dari framboids magnetit dalam jumlah kira-kira sebesar itu. Para peneliti percaya bahwa objek misterius ini berukuran agak kecil, atau bergerak sangat cepat.

“Seiring dengan peningkatan kecepatan tumbukan, perkiraan ukuran proyektil berkurang,” kata mereka dalam studi yang sama.

Pseudo-magnetite mungkin terlihat sepele, namun hal ini sebenarnya akan membantu penyelidikan yang akan datang untuk mempelajari lebih lanjut tentang seperti apa tata surya awal. Kehadirannya menunjukkan adanya air sebelumnya di asteroid, serta pelapukan ruang angkasa, seperti pemboman mikrometeorit, yang mempengaruhi pembentukan asteroid. Besarnya kehilangan magnet juga mempengaruhi kelangsungan hidup asteroid secara keseluruhan. Kekekalan penting dalam menentukan kemagnetan suatu benda dan intensitas medan magnet di sekitarnya saat terbentuk. Apa yang kita ketahui tentang medan magnet awal tata surya telah direkonstruksi dari catatan kelangsungan hidup, yang sebagian besar berasal dari magnetit.

Beberapa sifat magnetis dari partikel-partikel ini mungkin telah hilang ribuan tahun yang lalu, namun banyak hal yang dapat diperoleh di masa depan dari apa yang tersisa.

Komunikasi Alam, 2024. DOI: 10.1038/s41467-024-47798-0