האסטרואיד בנו (Bennu) מקיף את השמש אחת לשנה וחודשיים ומתקרב לכדור הארץ מדי שש שנים, עד למרחק של כ-300 אלף קילומטרים. נאס"א ניצלה את ההזדמנות ואספה דגימות מפני השטח של האסטרואיד באמצעות הגשושית OSIRIS-REx. ב־24 בספטמבר 2023 נחתה הדגימה, במשקל של 120 גרם, באזור המדברי של יוטה. משם, עשה חלק קטן אך יקר ערך של הדגימה – במשקל חצי גרם – את הדרך למעבדה של ד"ר מריה שנבכלר, מהמחלקה למדעי כדור הארץ וכוכבי הלכת של המכון הטכנולוגי הפדרלי של שווייץ בציריך.
דגימה מהאסטרואיד בנו
(צילום: Erika Blumenfeld & Joseph Aebersold/NASA )
כעת, בחלוף שלוש שנים, הושלמו הבדיקות, ותוצאות המחקר פורסמו בכתב העת Science Advances. ד"ר שנבכלר ועמיתיה לא רק חשפו את "טביעת האצבע" הכימית של המינרלים באסטרואיד בנו, אלא גם סיפקו תובנות חדשות לגבי האופן שבו נוצרה מערכת השמש שלנו. החוקרים ניתחו איזוטופים של ברזל, טיטניום וכרום – אטומים של אותו יסוד, הנבדלים זה מזה במידה קטנה במסתם. יחד, יצרו האיזוטופים טביעת אצבע ייחודית, שבאמצעותה יכולים היו החוקרים לקבוע את מקורו של האסטרואיד, ובמידה מסוימת גם את גילו.
כך למשל מצאו החוקרים כי הטיטניום והברזל מפוזרים באופן אחיד על פני שטחו של בנו. הם גם חשפו כי לבנו יש כמה "קרובי משפחה": האסטרואיד ריוגו (Ryugu) וכן מטאוריטים מסוג CI – קבוצה של גופים סלעיים קדומים ועשירים בפחמן, שנמצאים בכדור הארץ רק לעיתים נדירות. שלושת הגופים השמיימיים הללו חולקים חתימה איזוטופית דומה, המעידה על כך שנוצרו מאותו מאגר של אבק קוסמי. כמו כן, הם נבדלים באופן משמעותי בהרכבם האיזוטופי מאסטרואידים אחרים, מקבוצות מטאוריטים ומכוכבי לכת המוכרים לנו.
הגשושית OSIRIS-REx לצד האסטרואיד בנו
(הדמיה: joshimerbin/Shutterstock)
איסוף דגימה מהאסטרואיד בנו על ידי הגשושית OSIRIS-REx של נאס"א
(צילום: NASA/AP)
עד כה, הניחו חוקרים בתחום כי אסטרואידים כמו בנו נוצרו באזורים החיצוניים של מערכת השמש, אולי באותו אזור שבו נוצרו שביטים. על אף שסברו כי בנו נוצר בשלב מאוחר יחסית בהתפתחות מערכת השמש, הנתונים החדשים סותרים את שתי ההנחות הללו. התרחיש הסביר ביותר הוא שמקום הולדתם של בנו, ריוגו ומטאוריטי CI היה סמוך ל"קו הקרח" – הגבול שבו אדי מים קופאים והופכים לקרח.
באזור זה, לפני כ-4.5 מיליארד שנים, בזמן שמערכת השמש עדיין הייתה בתהליך של התהוות, התערבבו חומרים מהאזורים הפנימיים והחיצוניים שלה. הקרח, בתורו, שימש מעין "דבק", שאפשר לחלקיקי האבק הזעירים ביותר להיצמד זה לזה. "בנו הוא גוף היברידי: החומר שבו אינו תואם בבירור לאזור הפנימי או לאזור החיצוני של מערכת השמש", אמרה ד"ר שנבכלר. "הוא נושא מאפיינים של שני האזורים – ונוצר באזור ספציפי שבו התערבבו זרמי חומר משני האזורים הללו".
החוקרים מייחסים לכוכב הלכת צדק תפקיד מרכזי בהיווצרותם של גרמי שמיים אלה. ענק הגזים הזה נוצר בשלב מוקדם מאוד – בתוך מיליון שנים ממועד היווצרותה של השמש שלנו. סביב הכוכב המרכזי נוצרה דיסקה מסתחררת של אבק וגז, ובה גם קרח מים. בתוך הדיסקה הזו נוצרו כוכבי הלכת והאסטרואידים בתהליך של ספיחה והצטברות הדרגתית של חומר.
חילוץ הדגימות שנאספו מהאסטרואיד בנו
(צילום: Rick Bowmer/AP)
כוכב הלכת צדק
(צילום: NASA, ESA, A. Simon/Goddard Space Flight Center, M.H. Wong/University of California, Berkeley/AP )
בשל קצב גדילתו המהיר, צדק שימש מעין "עמוד תווך" בתוך הדיסקה: הוא חסם את רוב החומר הגס יותר, בעוד שאבק דק מאזורים שונים בדיסקה המקיפה את השמש הצליח לזרום סביבו ולהתערבב באופן אחיד באזור המעבר הסמוך לגבול קו הקרח. הגופים שמהם נוצרו לימים האסטרואידים בנו וריוגו ומטאוריטים מסוג CI, התהוו באזור זה.
התרחיש הזה מסביר גם מדוע החומר שממנו עשוי בנו עשיר במים: הקרח שהיה בסביבה התאדה, וחלק מאדי המים התעבו מחדש בדיוק באזור שבו נוצר בנו. במקביל, השפעתו המגוננת של צדק הבטיחה שבנו ייווצר בעיקר מאבק דק. הדבר מסביר מדוע הרכבו הכימי של החומר מבנו כה דומה לזה של השמש. האבק הדק שהקיף את השמש בצעירותה התערבב ביסודיות – בדומה לאבק דק בבית, שבמשך הזמן פשוט מתפזר לכל עבר. "בנו עשוי לספק לנו את המבט הטוב ביותר שיש על התערובת המקורית של היסודות הכימיים שמהם נבנו בסופו של דבר כוכבי הלכת הסלעיים", הסבירה ד"ר שנבכלר.
הניתוח הגאוכימי שביצעו החוקרים שופך אור על האופן שבו נוצרה מערכת השמש, לרבות התנאים שבהם נוצרו כוכבי הלכת. מכיוון שהאסטרואיד בנו עשיר במים ובחומר אורגני, הוא מספק גם חלקים חשובים בפאזל הנוגע לאופן שבו כדור הארץ קיבל את אבני הבניין של החיים בצעירותו. "אנחנו תוהים כעת אם לאסטרואידים אחרים יש את אותה חתימה איזוטופית כמו לבנו ולריוגו", אמרה ד"ר שנבכלר. "כמו כן, עדיין לא ברור באיזו מידה תרם כוכב הלכת צדק לכך שרק חלקיקי אבק דקים התלכדו זה לזה. מחקרים נוספים יסייעו להבהיר זאת".
