Ansicht des OSIRIS-REx Touch-and-Go-Sample-Acquisition-Mechanism (TAGSAM)-Kopfes mit abgenommenem Deckel, der den Großteil der Probe des Asteroiden Bennu enthüllt.(Bildnachweis: NASA/Erika Blumenfeld/Joseph Aebersold)
Wissenschaftler untersuchen jetzt die gefangenen, verpackten und markierten Teile des Asteroiden Bennu, der kosmischen Hauptader, die von der NASA-Mission Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification and Security – Regolith Explorer geliefert wurde.
Die sieben Jahre dauernde Reise, die in der Akronymsprache OSIRIS-REx genannt wird, endete am 24. September 2023 mit dem Absprung eines Probenbehälters in einem abgelegenen Teil des Test- und Übungsgeländes des Verteidigungsministeriums in Utah. Es wird angenommen, dass diese Proben aus der Ferne die Überreste der Entstehung des Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren enthalten.
kosmischeweiten.de unterhielt sich mit zwei führenden Wissenschaftlern, die jetzt damit beschäftigt sind, herauszufinden, was diese dunklen Asteroidenpartikel beleuchten und wie diese von Bennu exportierten Materialien entstanden sind. Aber auch, welche Erkenntnisse sie über den Ursprung der Welten in unserem Sonnensystem, einschließlich der Erde, liefern.
Inhaltsübersicht
Pristinisches Reservoir
Der Schauplatz ist das Kuiper-Arizona Laboratory for Astromaterials Analysis der Universität von Arizona. Dort untersuchen Forscher mit Hilfe von Instrumenten, was die OSIRIS-REx-Sammelobjekte ihnen sagen, und zwar bis in den atomaren Bereich.
Zunächst erhielten Wissenschaftler der Universität Arizona 200 Milligramm – etwa sieben Tausendstel einer Unze – der Probe des Asteroiden Bennu zur Analyse.
„Wir haben über 1.000 Partikel, die größer als ein halber Millimeter sind, 28 Partikel, die größer als ein Zentimeter sind, und das größte Partikel ist 3,5 Zentimeter groß“, sagte Dante Lauretta von der University of Arizona, der leitende Forscher von OSIRIS-REx. „Also eine große Sammlung voller wirklich großer Steine.“
Bennu-Proben enthalten große Mengen an Wasser, das in Mineralien wie Tonen eingeschlossen ist, und sind außerdem reich an Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor. Die OSIRIS-REx-Proben stellen das größte unberührte Reservoir an solchem Material auf der Erde dar.
„Wir werden für eine lange, lange Zeit beschäftigt sein“, sagte Lauretta gegenüber kosmischeweiten.de. „Das ist eine enorme Menge an Proben für uns“, sagte er, da Proben von Bennu nun auch auf der ganzen Welt untersucht werden.
Ein Mikroskop von heute konzentriert sich darauf, das Gestern des Sonnensystems im Material des Asteroiden Bennu zu enthüllen. Welche Geschichten wird diese Probe erzählen? (Bildnachweis: Chris Richards/University of Arizona Communications)
Unterschiedlich und verschieden
Die Ergebnisse werden nächsten Monat auf der 55. Lunar and Planetary Science Conference in The Woodlands, Texas, im Detail vorgestellt. Laut Lauretta wurden für diese prestigeträchtige Konferenz über 70 Zusammenfassungen der wissenschaftlichen Ergebnisse eingereicht. „Ab März wird das alles der Weltöffentlichkeit zugänglich gemacht. Das Team arbeitet also mit Hochdruck daran“, sagte er.
Eine erste Erkenntnis ist, dass das untersuchte Asteroidenmaterial „deutlich anders aussieht als alles andere in unserer Meteoritensammlung, und zwar isotopisch, was sehr aufregend ist“, so Lauretta. „Es gibt einen ganzen Bereich von Material, zu dem wir keinen Zugang haben, wenn wir uns nur auf Meteoriten verlassen“, fügte Lauretta hinzu.
Die meisten Meteoriten, die ihren feurigen Fall durch die Erdatmosphäre überstehen und geborgen werden, sind Teile von Asteroiden. Aber es ist nicht leicht, das Weltraumgestein zu bestimmen, aus dem sie stammen.
Dante Lauretta, OSIRIS-Rex-Hauptforscher von der University of Arizona, hält eine Nachbildung des Probenauffanggeräts für Bennu, den Touch-and-Go-Sample-Acquisition-Mechanism (TAGSAM)-Kopf, der seine Arbeit getan hat. (Bildnachweis: Barbara David)
Phosphatkruste
OSIRIS-REx-Proben weisen eine Phosphatkruste auf, die noch nie zuvor in Meteoriten gesehen wurde, so Lauretta. Diese hohen Phosphatkonzentrationen wurden bereits in extraterrestrischen Ozeanwelten entdeckt, sagte er.
Der Saturnmond Enceladus zum Beispiel enthält Phosphate, einen wichtigen Baustein des Lebens, und zwar in viel höheren Konzentrationen als die Ozeane der Erde.
„Der Asteroid Bennu könnte ein Fragment einer alten Ozeanwelt sein. Das ist noch sehr spekulativ. Aber es ist der beste Hinweis, den ich im Moment habe, um den Ursprung dieses Materials zu erklären“, sagte Lauretta.
Proben des Asteroiden Bennu befinden sich jetzt in Glasfläschchen für intensive Studien an der Universität von Arizona. (Bildnachweis: Chris Richards/University of Arizona Communications)
Connect the dots
Die Geschichte des Asteroiden Bennu zu enträtseln, ist ein surreales Unterfangen, so Thomas Zega, Professor am Lunar and Planetary Laboratory der Universität und wissenschaftlicher Leiter des Kuiper-Arizona Laboratory for Astromaterials Analysis der Schule.
Zega verweist auf die Jahrzehnte, in denen die OSIRIS-REx-Mission durchgeführt wurde, von einem ausgearbeiteten Vorschlag bis hin zu den Asteroidenproben, die im Labor genauestens untersucht wurden.
„Ehrlich gesagt vergeht selten ein Tag, an dem ich mich nicht unglaublich glücklich schätze, dass ich das beruflich machen kann“, so Zega gegenüber kosmischeweiten.de. „Ich kneife mich. Es ist ein Segen.“
Die OSIRIS-REx-Mission war in jeder Hinsicht ein phänomenaler Erfolg, fügte Zega hinzu, „und jetzt in der Lage zu sein, einige der fortschrittlichsten Analyseinstrumente auf dem Planeten zu verwenden, um die Proben zu messen, ist ziemlich bemerkenswert.“
Missionen wie OSIRIS-REx lehren die Wissenschaftler nicht nur etwas über die Herkunft von Bennu, so Zega, „sie helfen uns wirklich, die Punkte zwischen anderen Meteoriten, die wir in unseren terrestrischen Sammlungen haben, zu verbinden“, sagte er, „und vielleicht den Asteroiden, von denen sie im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter stammen.“
Wissenschaftler der Universität von Arizona haben einen kleinen Teil der Probe des Asteroiden Bennu erhalten, und die Analyse hat in ihrem Labor begonnen. Der Doktorand Lucas Smith lädt eine Bennu-Probe zur Analyse in ein Elektronenmikroskop. (Bildnachweis: Chris Richards/University of Arizona Communications)
Schnellblick
Zega war Mitglied des „Quick-Look“-Teams, das an der Öffnung der OSIRIS-REx-Probenrückführkapsel nach der Auslieferung an das Johnson Space Center der NASA in Houston, Texas, teilnahm.
Die Experten des Kuratorenteams fanden eine Schicht aus feinkörnigem Staub vom Probenahmeverfahren bei Bennu auf dem zurückkehrenden Avionikdeck und der Außenseite des Touch-and-Go Sample Acquisition Mechanism (TAGSAM) – der luftfilterähnlichen Vorrichtung am Ende des OSIRIS-REx-Roboterarms, die den Großteil der Bennu-Fragmente auffing.
Ein Aspekt der surrealen Begegnung von Zega mit Bennu ist der Abflug von Texas nach Arizona mit einer vorher vereinbarten, kleinen Probe des Asteroiden.
Zegas Eilkurierdienste sind schließlich darauf zurückzuführen, dass die Universität von Arizona die Heimatbasis für etwa 20 Jahre Arbeit ist, um OSIRIS-REx vom Angebot zu einem ballistischen Eintritt in Asteroidenmaterial zu bewegen.
Deckel der Dunkelheit
„Es gehörte auf keinen Fall ins aufgegebene Gepäck! Es kam in meinen Rucksack, den ich im Flugzeug trug. Es war eine winzige Menge Material, versiegelt in einem Beutel, der wiederum in einem mit Stickstoff gefüllten Fläschchen versiegelt war. Es war also alles geschützt“, erinnert sich Zega.
Nach der nächtlichen Landung in Tucson brachte Zega die Probe zum Schutz und zur Konservierung zunächst in eine trockene Stickstoffbox im Universitätslabor.
„Dann ging ich nach Hause, aß zu Abend und schlief ein“, erzählte Zega.
Zega sagte, er scherze, dass das Ganze im Schutze der Dunkelheit stattfand. „Niemand wusste, dass jemand gerade die erste Probe der ersten NASA-Asteroidenprobenrückführung nach Tucson gebracht hatte“, sagte er.
Bleiben Sie dran
Letzten Monat, am 10. Januar, wurde der mit Bennu-Teilen gefüllte OSIRIS-REx TAGSAM-Kopf von NASA-Kuratoren vollständig geöffnet. Dieser letzte Schritt ließ auf sich warten, da einige störende Verschlüsse einen Blick auf die gesamte Ladung an Asteroiden-Sammelgegenständen verhinderten.
Now on tap wird im Laufe dieses Jahres einen Katalog aller Bennu-Proben veröffentlichen, der es Wissenschaftlern und Institutionen auf der ganzen Welt ermöglicht, Anfragen zur Untersuchung der Bennu-Proben einzureichen.
In der Zwischenzeit sind Lauretta und Zega zusammen mit Kollegen damit beschäftigt, die Bennu-Proben zu begutachten.
Teams aus Studenten und Lehrkräften der Universität nutzen eine breite Palette von Möglichkeiten, von optischen und Elektronenmikroskopen bis hin zu einem neu erworbenen Gerät.
Ein leistungsfähiges nanoSIMS-Instrument ist in Betrieb und bietet verblüffende Einblicke in Isotope (verschiedene Variationen von Atomen), um zu interpretieren, wie jeder einzelne Bestandteil der Bennu-Probe entstanden ist.
„Wir haben in den nächsten Monaten eine Menge cooler Sachen vor“, sagte Lauretta. „Bleiben Sie also dran.“
