Na een reis van zes jaar vloog een moedig ruimtevaartuig genaamd Hayabusa2 eind 2020 terug in de atmosfeer van de aarde en landde diep in de Australische outback. Toen onderzoekers van het Japanse ruimteagentschap JAXA het openden, ontdekten ze dat de kostbare lading verzegeld en intact was:een handvol vuil dat Hayabusa2 van het oppervlak van een snel rijdende asteroïde wist te scheppen.

Wetenschappers zijn nu begonnen met het bekendmaken van de eerste resultaten van de analyse van dit buitengewone monster. Wat ze vonden, suggereert dat deze asteroïde een stuk is van hetzelfde materiaal dat vier en een half miljard jaar geleden in onze zon is samengesmolten.

"Vroeger hadden we slechts een handvol van deze rotsen om te bestuderen, en het waren allemaal meteorieten die op aarde vielen en tientallen tot eeuwen in musea werden bewaard, waardoor hun samenstelling veranderde", zei geochemicus Nicolas Dauphas, een van de drie Universiteiten van Onderzoekers uit Chicago die samenwerkten met een door Japan geleid internationaal team van wetenschappers om de fragmenten te analyseren. "Het is gewoon ongelooflijk om ongerepte monsters uit de ruimte te hebben. Het zijn getuigen van delen van het zonnestelsel die we anders niet hebben verkend."

'Het is spectaculair'

In 2018 landde Hayabusa2 bovenop een bewegende asteroïde genaamd Ryugu en verzamelde deeltjes van boven en onder het oppervlak. Na anderhalf jaar rond de asteroïde te hebben gedraaid, keerde hij terug naar de aarde met een verzegelde capsule die ongeveer vijf gram stof en steen bevatte. Wetenschappers over de hele wereld hebben reikhalzend uitgekeken naar het unieke monster - een exemplaar dat zou kunnen helpen bij het herdefiniëren van ons begrip van hoe planeten evolueren en hoe ons zonnestelsel is gevormd.

Wetenschappers zijn bijzonder enthousiast omdat deze deeltjes de aarde nooit zouden hebben bereikt zonder de beschermende barrière van een ruimtevaartuig.

"Normaal gesproken krijgen we alleen de stukken die we kunnen bestuderen van asteroïden die groot genoeg zijn om als meteorieten op de grond te komen", zegt UChicago-geochemicus Andrew M. Davis, een ander lid van het analyseteam. "Als je dit handjevol zou nemen en het in de atmosfeer zou laten vallen, zou het verbranden. Je zou het verliezen, en er zou veel bewijsmateriaal over de geschiedenis van deze asteroïde mee gepaard gaan.

"We hebben echt nog nooit zo'n monster gehad. Het is spectaculair."

Davis, Dauphas en UChicago-collega Reika Yokochi maken allemaal deel uit van een team dat is samengesteld om Japanse onderzoekers te helpen de monsters te analyseren. Elk deel van de inhoud van de capsule wordt grondig bestudeerd. Yokochi maakt deel uit van een team dat de gassen analyseert die vastzaten in de capsule of in het vuil. Dauphas en Davis maken deel uit van een team dat de chemische en isotopische samenstellingen van granen bestudeert om hun geschiedenis te onthullen.

De eerste compilatie van deze resultaten, gerapporteerd in Science op 9 juni onthullen de make-up van Ryugu.

De rots is vergelijkbaar met een klasse meteorieten die bekend staat als "Ivuna-type koolstofhoudende chondrieten." Deze rotsen hebben een vergelijkbare chemische samenstelling als wat we meten vanaf de zon en men denkt dat ze dateren uit het allereerste begin van het zonnestelsel, ongeveer vier en een half miljard jaar geleden - vóór de vorming van de zon, de maan en Aarde.

Destijds bestond er alleen een gigantische, roterende gaswolk. Wetenschappers denken dat het grootste deel van dat gas naar het centrum werd getrokken en de ster vormde die we kennen als de zon. Terwijl de overblijfselen van dat gas uitbreidden tot een schijf en afkoelden, veranderde het in rotsen, die vandaag de dag nog steeds rond het zonnestelsel drijven; het lijkt erop dat Ryugu een van hen kan zijn.

Wetenschappers zeiden dat de fragmenten tekenen vertonen dat ze op een bepaald moment in water zijn gedrenkt. "Je moet je een aggregaat van ijs en stof voorstellen dat in de ruimte zweeft, dat veranderde in een gigantische modderbal toen ijs werd gesmolten door kernenergie door het verval van radioactieve elementen die aanwezig waren in de asteroïde toen deze werd gevormd", zei Dauphas. Maar verrassend genoeg lijkt de rots zelf vandaag relatief droog te zijn.

Met behulp van radio-isotoopdatering schatten ze dat Ryugu slechts ongeveer vijf miljoen jaar nadat het zonnestelsel was gevormd, werd veranderd door watercirculatie.

Deze bevindingen zijn vooral interessant voor onderzoekers omdat ze wijzen op vergelijkbare vormingsomstandigheden tussen kometen en sommige asteroïden zoals Ryugu.

"Door deze monsters te onderzoeken, kunnen we de temperaturen en omstandigheden beperken die zich tijdens hun leven moeten hebben voorgedaan, en proberen te begrijpen wat er is gebeurd", legt Yokochi uit.

Ze vergeleek het proces met proberen uit te vinden hoe een soep werd gemaakt, maar met alleen het eindresultaat in plaats van het recept:"We kunnen de soep nemen en de ingrediënten scheiden, en proberen uit hun omstandigheden te zien hoeveel het werd verwarmd en in welke volgorde."

De wetenschappers merkten op dat een percentage van de vondst opzij zal worden gezet, zodat we ze in de toekomst kunnen analyseren met meer geavanceerde technologie, net zoals we deden met maanmonsters van Apollo.

"Nadat we 50 jaar geleden maanmonsters van Apollo kregen, veranderden onze ideeën over hoe de maan werd gevormd volledig", zei Davis. "We leren nog steeds nieuwe dingen van hen, omdat onze instrumenten en technologie vooruit zijn gegaan.

"Hetzelfde zal gelden voor deze monsters. Dit is een geschenk dat blijft geven."

Deze missie is de eerste van verschillende internationale missies die monsters zullen terugbrengen van een andere asteroïde genaamd Bennu, evenals onontgonnen gebieden op onze maan, Mars en Mars' maan Phobos. Dit zou allemaal in de komende 10 tot 20 jaar moeten gebeuren.

"Het is erg onder de radar geweest voor het publiek en sommige besluitvormers, maar we gaan een nieuw tijdperk van planetaire verkenning in dat ongekend is in de geschiedenis", zei Dauphas. "Onze kinderen en kleinkinderen zullen teruggekeerde fragmenten van asteroïden, Mars en hopelijk andere planeten zien wanneer ze musea bezoeken." + Verder verkennen

Twee teams rapporteren over studie van Hayabusa2-asteroïdemonsters