Een met ijzer beklede asteroïde

[univers]

Mineralogisten uit Jena en Japan ontdekken een voorheen onbekend fenomeen in bodemmonsters van de asteroïde 'Itokawa': het oppervlak van het hemellichaam is bedekt met kleine haarvormige ijzerkristallen. Het team geeft een verklaring van hoe deze zijn gevormd en waarom asteroïden ongewoon weinig zwavelverbindingen kunnen bevatten, in het huidige nummer van 'Nature Communications' .

Itokawa zou normaal gesproken een redelijk gemiddelde asteroïde in de buurt van de aarde zijn - een rotsachtige massa van slechts een paar honderd meter in diameter, die rond de zon draait te midden van talloze andere hemellichamen en herhaaldelijk de baan van de aarde kruist. Maar er is één feit dat Itokawa onderscheidt: in 2005 werd het een bezoek van de aarde. Het Japanse ruimteagentschap JAXA stuurde de Hayabusa-sonde naar Itokawa, die bodemmonsters verzamelde en veilig terug naar de aarde bracht - voor het eerst in de geschiedenis van de ruimtevaart. Deze waardevolle lading is in 2010 aangekomen en sindsdien zijn de monsters intensief onderzocht.


Asteroïde Itokawa, opgenomen door de Japanse ruimtesonde Hayabusa in oktober 2005.
Afbeelding: JAXA
Een team uit Japan en Jena is er nu in geslaagd om een ​​eerder onontdekt geheim van enkele van deze kleine monsterdeeltjes over te halen: het oppervlak van de stofkorrels is bedekt met kleine flinterdunne kristallen van ijzer. Deze observatie verraste Prof. Falko Langenhorst en Dr. Dennis Harries van de Friedrich Schiller University in Jena. Onderzoeksteams over de hele wereld hebben de afgelopen tien jaar immers de structuur en chemische samenstelling van de stofdeeltjes van Itokawa uitvoerig bestudeerd en niemand had de ijzeren 'snorharen' opgemerkt. Pas toen de Japanse onderzoeker Dr. Toru Matsumoto, die een jaar als gastwetenschapper bij de Analytical Mineralogy-groep aan het Institute of Geosciences in Jena doorbrengt, de deeltjes met een transmissie-elektronenmicroscoop onderzocht, kon hij de kristallen lokaliseren met behulp van hoge -resolutiebeelden.

Zonnewind verdraagt ​​hemellichamen
Deze ontdekking is niet alleen opwindend omdat de kleine ijzeren 'snorharen' - die sindsdien ook op andere deeltjes van de asteroïde zijn getoond - eerder waren gemist. Van bijzonder belang is hoe ze werden gevormd. " Deze structuren zijn het gevolg van kosmische invloeden op het oppervlak van de asteroïde ", legt Falko Langenhorst uit. Naast rotsen treffen ook energierijke deeltjes van de zonnewind het oppervlak van de asteroïde, waardoor deze wordt verweerd. Een belangrijk bestanddeel van de asteroïde is het minerale troiliet, waarin ijzer en zwavel zijn gebonden. " Als gevolg van ruimteweer wordt het ijzer uit de troiliet vrijgegeven en op het oppervlak afgezet in de vorm van de nu ontdekte naalden, "zegt de mineralogist Langenhorst. De zwavel uit het ijzersulfide verdampt vervolgens in het omringende vacuüm in de vorm van gasvormige zwavelverbindingen.


Microscopische afbeeldingen in valse kleuren. (a) Een van onderzochte Itokawa-granen. Het minerale troiliet (FeS, violet) is omgeven door silicaatmineralen (groen). (b) Troilietoppervlak (violet) met ijzeren snorharen (blauw). (c) Een vergroot beeld van een ijzeren snorhaar.
Afbeelding: Toru Matsumoto
Aan de hand van de grootte en het aantal gedetecteerde ijskristallen kunnen de onderzoekers ook inschatten hoe snel de asteroïde zwavel verliest. " Het proces is ongelooflijk snel vanuit een kosmisch perspectief ", legt Toru Matsumoto uit. De kristallen die hij analyseerde zijn tot twee en een halve micrometer lang, wat ongeveer een vijftigste van de dikte van een mensenhaar is. " De kleine snorharen hebben deze afmetingen al na ongeveer 1000 jaar bereikt, " voegt de onderzoeker van Kyushu University in Fukuoka toe. Op de lange termijn kan de analyse van de ijskristallen ook worden gebruikt om een ​​beter begrip te krijgen van verweringsprocessen op andere hemellichamen en om hun leeftijd te bepalen.

Daartoe hebben de onderzoekers al specifieke asteroïden in hun vizier. NASA's OSIRIS-REx-sonde bereidt zich momenteel voor om monsters te nemen van asteroïde Bennu, terwijl JAXA's Hayabusa2 al op weg is naar de aarde. De Japanse sonde bezocht vorig jaar de Ryugu-asteroïde en verzamelde, net als Itokawa, stofdeeltjes. De monsters zouden eind 2020 op aarde moeten landen en het internationale team van Jena-mineralogisten en Toru Matsumoto wachten hen vol verwachting af

https://www.uni-jena.de/en/200228_Itoka ... skers.html