ผลการศึกษาตัวอย่าง Bennu พบร่องรอยจากการชนและกระบวนการงอกหนังหน้าใหม่

นักวิทยาศาสตร์เพิ่งเผยผลการศึกษาตัวอย่างจากดาวเคราะห์น้อย Bennu ที่ยาน OSIRIS-REx เก็บกลับมา พบทั้งร่องรอยการชนจากอุกกาบาตจิ๋วและ “กระบวนการงอกหนังหน้าใหม่” บนพื้นผิว หลักฐานที่บอกเราว่า Bennu ไม่ได้เป็นเพียงซากหินโบราณ แต่ยังคงถูกปรับเปลี่ยนและเขียนเรื่องราวใหม่อยู่เสมอในอวกาศ ข้อมูลล่าสุดซึ่งตีพิมพ์ใน Nature Astronomy และ Nature Geoscience สรุปออกมาเป็นสามประเด็นสำคัญ ตั้งแต่การค้นพบวัตถุดิบดั้งเดิมที่หลงเหลือจากยุคก่อนระบบสุริยะ การถูกน้ำแข็งในระบบสุริยะชั้นนอกปรับแต่งซ้ำแล้วซ้ำเล่า ไปจนถึงหลักฐานตรงของ Space Weathering ที่ผิวถูกสลักด้วยหลุมจิ๋วและร่องรอยจากอุกกาบาตขนาดจิ๋วที่พุ่งชนอย่างต่อเนื่อง

แม้ OSIRIS-REx จะสิ้นสุดการเดินทางกลับโลกตั้งแต่ปี 2020 แต่การเปิดกล่องตัวอย่างกลับกลายเป็นจุดเริ่มต้นของวิทยาศาสตร์ที่แท้จริง Bennu กำลังเผยให้เราเห็นว่าเพียงก้อนหินเล็ก ๆ ก็สามารถเป็นบันทึกซ้อนทับกันของกระบวนการหลายพันล้านปี ตั้งแต่ฝุ่นจักรวาล น้ำแข็ง และสารอินทรีย์ ไปจนถึงร่องรอยการชนที่ยังคงทิ้งรอยแผลใหม่บนผิวทุกวัน

สามารถอ่านข่าวการค้นพบก่อนหน้านี้ของ Bennu ได้ใน NASA พบสารอินทรีย์องค์ประกอบของชีวิต ในตัวอย่างดาวเคราะห์น้อย Bennu มากกว่า 10,000 ชนิด

Bennu เกิดจากวัตถุดิบที่เดินทางมาจากทั่วจักรวาล

งานแรกใน Nature Astronomy ชื่อ The Variety and Origin of Materials Accreted by Bennu’s Parent Asteroid มุ่งวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีและไอโซโทปของตัวอย่าง เพื่อสืบย้อนไปหาที่มาของวัตถุดิบที่ประกอบเป็น Bennu นักวิจัยพบว่าเพียงฝุ่นไม่กี่กรัมก็ซ่อนข้อมูลอันน่าทึ่งไว้มากมาย มีทั้ง Presolar Grains ที่หลงเหลือจากการระเบิดของดาวฤกษ์ที่ตายไปก่อนดวงอาทิตย์จะเกิดขึ้น, Organic Matter ที่น่าจะก่อตัวขึ้นใน Molecular Cloud ระหว่างดวงดาว และ แร่ทนไฟ หรือ Refractory Solids ที่หลอมขึ้นในสภาวะร้อนจัดใกล้ดวงอาทิตย์ ทั้งหมดนี้เหมือนถูกเก็บใส่กระเป๋าเดินทางและล่องลอยมาตกผลึกอยู่ใน Parent Body ของ Bennu

สิ่งที่ทำให้ Bennu แตกต่างจาก Ryugu ที่ JAXA เก็บตัวอย่างกลับมาในภารกิจ Hayabusa2 และอุกกาบาตกลุ่ม CI ที่ตกถึงโลก คือการมี Isotopic Anomalies ความผิดปกติในอัตราส่วนของไอโซโทปธาตุอย่าง K และ Zn รวมถึงการมีซิลิเกตไร้น้ำ หรือ Anhydrous Silicates) ในสัดส่วนสูงกว่า สิ่งเหล่านี้ทำให้เราเห็นภาพใหม่ว่า Protoplanetary Disk ไม่ได้เป็น “ซุปเนื้อเดียว” ที่กวนจนเข้ากันหมด แต่เต็มไปด้วยความหลากหลายเชิงพื้นที่และเวลา Bennu จึงเป็นเหมือนเศษตัวอย่างที่รักษาความไม่สมบูรณ์นั้นไว้

น้ำแข็งที่หลอมละลาย ห้องทดลองเคมีในอวกาศ

งานถัดมาใน Nature Geoscience ชื่อ Mineralogical Evidence for Hydrothermal Alteration of Bennu Samples พยายามมองลึกเข้าไปในโครงสร้างแร่โดยใช้เทคนิคอย่าง X-ray Diffraction และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เพื่อดูว่า Bennu เคยผ่านกระบวนการเปลี่ยนแปลงอย่างไร ผลลัพธ์คือการค้นพบว่า Parent Body ของ Bennu เคยเป็นเหมือน ห้องทดลองไฮโดรเทอร์มอลขนาดจิ๋วในอวกาศ แร่ที่ตรวจพบส่วนใหญ่เป็นแร่กลุ่มแผ่นหรือ Sheet Silicates อย่าง Serpentine และ Saponite ขนาดนาโนเมตร พร้อมทั้งคาร์บอเนต ฟอสเฟต และซัลไฟด์ที่มีร่องรอยการละลายและการตกผลึกใหม่ นักวิจัยสรุปว่าเพียงอุณหภูมิระดับ ประมาณ 25 องศาเซลเซียสก็เพียงพอที่จะทำให้น้ำแข็งที่สะสมมาจากระบบสุริยะชั้นนอก หลอมละลายกลายเป็นของเหลว และไปทำปฏิกิริยากับฝุ่นหินรอบตัว ก่อให้เกิดวงจร “ละลาย–ตกผลึก–ก่อแร่ใหม่” ที่เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่า

สิ่งที่น่าคิดคือ ในโลกของเรา การเกิดแร่ใหม่มักต้องใช้เงื่อนไขซับซ้อนและแหล่งพลังงานมหาศาล แต่ในหินจาก Bennu การมีน้ำเพียงเล็กน้อยก็สามารถเขียนโครงสร้างใหม่ให้กับแร่ทั้งก้อน และเก็บบันทึกของการเปลี่ยนแปลงนั้นไว้ตลอดหลายล้านปี

รอยแผลบนผิว บอกว่า Bennu ยังไม่เคยหยุดนิ่ง

งานวิจัยสุดท้ายใน Nature Geoscience ที่ชื่อว่า Space weathering effects in Bennu asteroid samples หันไปดูที่ชั้นผิวของ Bennu โดยตรง ซึ่งก็คือตัวอย่างที่ OSIRIS-REx เก็บกลับมาได้ สิ่งที่พบคือร่องรอยของ Space Weathering ที่รุนแรงกว่าที่เคยคาด ทั้งหลุมเล็ก ๆ จากการชนของอุกกาบาตขนาดจิ๋ว เส้น Whiskers ของโลหะที่งอกจากการหลอมตัว และร่องรอยของสารประกอบไอรอนไนเตรดที่เกิดจากการปฏิกิริยากับก๊าซไนโตรเจน นักวิจัยยังใช้การวัดก๊าซกัมมันตรังสีและ Noble Gases เพื่อบอกอายุของการผุกร่อนเหล่านี้ ผลคือผิวของ Bennu โดนรังสีคอสมิคมาแล้วระหว่าง 2–7 ล้านปี และบางพื้นที่ เช่นในปล่อง Hokioi มีการเปลี่ยนแปลงของสเปกตรัมที่อายุน้อยกว่า 50,000 ปีเท่านั้น นี่คือหลักฐานว่าผิวของ Bennu ไม่เคยอยู่นิ่ง แต่ถูก “รีเฟรช” อยู่ตลอดเวลาโดยการชนเล็ก ๆ และการไหลเลื่อนของหินผิว หากมอง Bennu ด้วยสายตาทางธรณีวิทยา ก้อนหินเล็ก ๆ นี้จึงไม่ใช่ซากที่หยุดนิ่ง แต่เป็นวัตถุที่ยังคงเคลื่อนไหวและบันทึกทุกบาดแผลที่อวกาศฝากเอาไว้

เมื่อเอางานทั้งสามมาประกอบกัน สิ่งที่ได้คือเรื่องราวของจักรวาลในหลายชั้นเวลา ชั้นแรกคือเศษฝุ่นจากดาวฤกษ์ที่ตายไปก่อนดวงอาทิตย์จะกำเนิด ชั้นถัดมาคือการปรุงแต่งด้วยน้ำแข็งที่ละลายและก่อให้เกิดแร่ใหม่ และชั้นบนสุดคือการถูกสลักด้วยแผลจากอุกกาบาตจิ๋วและลมสุริยะที่ยังดำเนินต่อไปทุกวัน

นี่คือเหตุผลว่าทำไมตัวอย่างจาก Bennu จึงมีคุณค่ามากกว่าการเก็บอุกกาบาตที่ตกถึงโลก เพราะอุกกาบาตหลายชนิดเผาไหม้หมดในชั้นบรรยากาศ และสิ่งที่ตกมาถึงพื้นก็มักปนเปื้อนด้วยสิ่งแวดล้อมของโลกแล้ว การที่ OSIRIS-REx นำฝุ่นจาก Bennu กลับมา จึงเป็นเหมือนการได้อ่านบันทึกที่ยังไม่ถูกเขียนทับด้วยรอยหมึกใหม่

ดังนั้น การเก็บตัวอย่างจากอวกาศไม่ใช่จุดสิ้นสุด แต่คือจุดเริ่มต้นของการเข้าใจระบบสุริยะผ่านหลักฐานที่จับต้องได้จากวัตถุยุคแรกเริ่ม ตัวอย่างจาก Bennu จะยังถูกศึกษาไปอีกนาน และอาจพลิกความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการก่อตัวของดาวเคราะห์ การมีอยู่ของน้ำ และการแพร่กระจายของสารอินทรีย์ในจักรวาล ขณะเดียวกัน ภารกิจ Sample Return ถัดไป ไม่ว่าจะเป็นหินจากดวงจันทร์ของ Artemis III หรือดาวเคราะห์น้อยเป้าหมายใหม่ ๆ จะยิ่งเพิ่มชั้นข้อมูลที่เรามีต่อภาพใหญ่ของการก่อกำเนิดระบบสุริยะ คำถามคือ เมื่อเราได้ตัวอย่างเหล่านี้มากขึ้นเรื่อย ๆ เราจะเข้าใจประวัติศาสตร์ของระบบสุริยะมากพอที่จะอธิบายการเกิดขึ้นของโลกและชีวิตได้หรือไม่ และจะถึงวันที่เราต่อจิ๊กซอว์ทั้งหมดเข้าด้วยกันจนเห็นภาพใหญ่ได้จริง ๆ หรือเปล่า

เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co