Ένα αόρατο κοσμικό «πέπλο» φαίνεται πως περιβάλλει τον πλανήτη μας, προκαλώντας το έντονο ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας.
Μια νέα μελέτη αποκαλύπτει ότι οι χιλιάδες τόνοι διαστημικής σκόνης που πέφτουν κάθε χρόνο στη Γη κρύβουν ένα αναπάντεχο μυστικό για τη γειτονιά μας στο σύμπαν. Τα στοιχεία δείχνουν ότι αυτά τα μικροσκοπικά σωματίδια ίσως δεν προέρχονται από τα βάθη του γαλαξία, αλλά από άγνωστα, «τυφλά» αντικείμενα που παραμονεύουν σε πολύ μικρή απόσταση από εμάς.
Σύμφωνα με μια νέα μελέτη, έχουν πλέον βρεθεί αποδεικτικά στοιχεία για μια πιθανή πηγή αυτών των κοσμικών υπολειμμάτων: ενδέχεται να προέρχονται από άγνωστα αντικείμενα που βρίσκονται κοντά στη Γη.
Διαστημική σκόνη άγνωστης προέλευσης
Το πρόβλημα με τον εντοπισμό της προέλευσης της διαστημικής σκόνης είναι ότι το μεγαλύτερο μέρος της, καθώς εισέρχεται στην ατμόσφαιρα της Γης, δεν επιβιώνει από τις έντονες συνθήκες της επανεισόδου.
Εκείνα τα μικροσκοπικά κομμάτια που τα καταφέρνουν —γνωστά ως «κοσμικά σφαιρίδια» (cosmic spherules)— αναδιαμορφώνονται, καθώς λιώνουν από την τριβή που αντιμετωπίζουν κατά την πτώση τους.
Κάθε χρόνο, περισσότεροι από 5.000 τόνοι υλικού κοσμικής προέλευσης καταλήγουν στην επιφάνεια της Γης, ενώ έως και 15.000 τόνοι αυτής της «διαστημικής σκόνης» εισέρχονται στην ατμόσφαιρα αλλά εξαερώνονται κατά την επανείσοδό τους.
Η επακόλουθη βροχή μικρομετεωριτών που φτάνει στον πλανήτη μας αποτελείται κυρίως από μικροσκοπικά αντικείμενα μεγέθους από 30 έως 200 μικρόμετρα, σύμφωνα με παλαιότερες μελέτες.
Ποια είναι όμως η προέλευση αυτών των τεράστιων ποσοτήτων υλικού, οι οποίες συσσωρεύονται με την πάροδο του χρόνου καθώς «λούζουν» τη Γη καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους;
Αν και η αρχική ορυκτολογική τους δομή, όπως και το σχήμα τους, αλλοιώνονται, υπάρχουν μερικά ισότοπα —συγκεκριμένα του οξυγόνου— που αυτά τα σφαιρίδια διατηρούν και τα οποία οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν για να εντοπίσουν την προέλευσή τους.
Με βάση τα χημικά τους «αποτυπώματα», οι πλανητικοί επιστήμονες κατατάσσουν τα κοσμικά σφαιρίδια σε διαφορετικές ομάδες, με πολλά από αυτά να μπορούν να ιχνηλατηθούν πίσω σε γνωστές κατηγορίες μετεωριτών και άλλων πηγών.
Μεταξύ αυτών των ομάδων, περίπου το 10% εμπίπτει σε μια κατηγορία που διαθέτει ασυνήθιστα μικρές ποσότητες του ισοτόπου οξυγόνο-16. Η συγκεκριμένη κατηγορία, γνωστή ως «Ομάδα 4», δεν φαίνεται να αντιστοιχεί σε καμία γνωστή ομάδα μετεωριτών.
Κατά συνέπεια, το συμπέρασμα που προκύπτει είναι ότι ένα μέρος αυτών των κοσμικών υπολειμμάτων ενδέχεται να προέρχεται από μια μη αναγνωρισμένη κατηγορία αντικειμένων που βρίσκονται κοντά στη Γη.
Νέα στοιχεία για την προέλευση της ασυσχέτιστης Διαστημικής Σκόνης
Τώρα, σύμφωνα με μια νέα μελέτη από τον Matthias Van Ginneken και τους συνεργάτες του, υπάρχουν τουλάχιστον μερικοί τρόποι με τους οποίους μπορεί να προσδιοριστεί η προέλευση αυτών των σφαιριδίων, ένας εκ των οποίων περιλαμβάνει τις τροχιακές τους παραμέτρους.
Σε πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Science Advances, ερευνητές επισημαίνουν ότι οι ορυκτολογικές και δομικές ιδιότητες ορισμένων κοσμικών σφαιριδίων παρέχουν πληροφορίες για τις τροχιακές παραμέτρους των προδρόμων τους, συμπεριλαμβανομένης της εκκεντρότητας και της ταχύτητας συνάντησης.
Αυτή η ομάδα υλικών, η οποία ονομάστηκε «CumPo» με βάση την υλική της σύσταση από σωρειτικό πορφυριτικό ολιβίνη (cumulate olivine porphyritic), «χαρακτηρίζεται από συστάδες φαινοκρυστάλλων ολιβίνη, οι οποίοι αυξάνονται σε μέγεθος από τη μία πλευρά του σφαιριδίου έως την άλλη», γράφει η ομάδα.
Με λίγα λόγια, αυτή η μοναδική κατηγορία σφαιριδίων υποδεικνύει εξίσου μοναδικά τροχιακά χαρακτηριστικά. Αυτά ενδέχεται να σχετίζονται με αυτό που η ερευνητική ομάδα υποθέτει ότι θα μπορούσαν να είναι άτυποι τύποι κοντινών στη Γη αντικειμένων (NEO), τα οποία βρίσκονται αρκετά κοντά στον πλανήτη μας ώστε να αποτελούν μια πιθανή πηγή.
Ένα ιδιαίτερο στοιχείο που προσφέρουν αυτά τα αντικείμενα είναι ότι ορισμένα από αυτά ενδέχεται να ανέπτυξαν ασυνήθιστα υψηλές ταχύτητες εισόδου, όπως μαρτυρά η υφή της επιφάνειάς τους.
Ένας παράγοντας που θα μπορούσε ενδεχομένως να το εξηγήσει αυτό είναι ότι ίσως εισήλθαν στην ατμόσφαιρα της Γης υπό γωνίες που συνάδουν με αντικείμενα που διαθέτουν υψηλή τροχιακή εκκεντρότητα.
Παγωμένα μυστικά: Η Ανταρκτική «ξεκλειδώνει» την προέλευση των εξωγήινων σωματιδίων
Όπως και σε παλαιότερες μελέτες, οι ερευνητές κατάφεραν να εντοπίσουν αρκετά δείγματα αυτών των κοσμικών σφαιριδίων τύπου «CumPo» στην Ανταρκτική, η οποία προσφέρει ένα παρθένο περιβάλλον που διευκολύνει την ανακάλυψη και τη συλλογή τους.
Ωστόσο, μια άλλη τοποθεσία συλλογής αποδείχθηκε πολύ λιγότερο απομακρυσμένη: Οι στέγες των κτιρίων στις πόλεις, όπου κάθε χρόνο καταλήγει μια τεράστια ποσότητα διαστημικής σκόνης.
Με τη βοήθεια της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας και μελετών χημικής ανάλυσης με μικροανιχνευτή (microprobe chemistry), ο Ginneken και οι συνεργάτες του εξέτασαν την ορυκτολογία, τη χημεία και την υφή αυτών των σφαιριδίων, καθώς και τα ισότοπα οξυγόνου που περιείχαν.
Τα ευρήματά τους υπέδειξαν μια εντελώς νέα υποομάδα σφαιριδίων, τα οποία διαθέτουν σημαντικές ποσότητες σωρειτικού ολιβίνη πλούσιου σε θείο, αποκτώντας έτσι την ονομασία «SCumPo».
Αυτή η μοναδική νέα κατηγορία δειγμάτων συνδέεται με την «Ομάδα 4» και την ελάχιστη περιεκτικότητά της σε οξυγόνο-16. Άλλες ασυνήθιστες ομοιότητες που παρουσιάζουν είναι η συνολική απουσία μαγνητίτη και η χαμηλή παρουσία νικελίου στους κρυστάλλους ολιβίνη τους, σε συνδυασμό με μια αφθονία θειούχου σιδήρου-νικελίου και μια σημαντική ποσότητα θείου στο εσωτερικό των υαλωδών μαζών που προέκυψαν από την υαλοποίηση.
Παραδόξως, ορισμένα σφαιρίδια φάνηκε να εμφανίζουν έναν συνδυασμό χαρακτηριστικών, καθώς ήταν φτωχά σε οξυγόνο-16 σε κάποιες περιοχές, αλλά πλούσια στο ίδιο ισότοπο σε άλλες. Αυτό υποδηλώνει ότι αυτά τα κοσμικά υλικά είχαν πιθανότατα αναμειχθεί από δύο διαφορετικές αρχικές πηγές, δεδομένου ότι τέτοιες συνθήκες δεν θα μπορούσαν αλλιώς να εξηγηθούν μέσω φυσικών διεργασιών.
«Το ερμηνεύουμε αυτό ως ισχυρή απόδειξη ότι τα πρόδρομα σώματα των SCumPo ήταν σύνθετα υλικά που περιείχαν τουλάχιστον δύο διαφορετικά συστατικά», γράφει η ομάδα στη μελέτη της.
Στη συνέχεια, εκτελώντας αριθμητικές προσομοιώσεις καθίζησης κρυστάλλων για να προσδιορίσουν τις πιθανές ταχύτητες εισόδου αυτών των υλικών —και κατά συνέπεια τις εκκεντρότητές τους ενώ βρίσκονταν σε τροχιά— η ομάδα διαπίστωσε ότι η καθίζηση του ολιβίνη είναι απόλυτα συμβατή με ταχύτητες εισόδου που φτάνουν τα 17 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο, και πιθανότατα όχι περισσότερο από 14 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο.
Οι ταχύτητες αυτές συνάδουν με Αντικείμενα κοντά στη Γη (NEO), σε αντίθεση με τους αστεροειδείς που προέρχονται από την Κύρια Ζώνη.
Αποδεικτικά στοιχεία για μια άγνωστη κατηγορία διαστημικών αντικειμένων
Με βάση τα ευρήματά τους, η ομάδα πιστεύει ότι οι μη δειγματισμένοι μετεωρίτες των κατηγοριών CM, CO και CY των ανθρακούχων χονδριτών —μιας ομάδας πρωτόγονων μετεωριτών, πλούσιων σε άνθρακα, που περιέχουν μερικά από τα παλαιότερα υλικά στο Ηλιακό μας Σύστημα— αποτελούν τις πιθανές πηγές αυτών των κοσμικών υλικών.
«Δεδομένου ότι έχουμε συνδέσει τη σύστασή τους με την ομάδα CM-CO-CY των ανθρακούχων χονδριτών, είναι πιθανό το μητρικό τους σώμα να ήταν ένας πρωτόγονος ανθρακούχος αστεροειδής που μετανάστευσε σε μια τροχιά που διασταυρώνεται με εκείνη της Γης —αποκτώντας τροχιακές παραμέτρους παρόμοιες με αυτές ενός κομήτη», γράφει η ομάδα.
«Για παράδειγμα, θα μπορούσε κανείς να σκεφτεί τα διασκορπισμένα θραύσματα ενός θερμικά αλλοιωμένου αλλά υδροφόρου αστεροειδούς (όπως η ομάδα CY) που εξελίχθηκε στον κοντινό στη Γη χώρο», προσθέτουν.
Αν και προς το παρόν αποτελεί μόνο συμπέρασμα των μελετών τους, η ομάδα προτείνει την ύπαρξη μιας υποθετικής νέας κατηγορίας κοντινών στη Γη αντικειμένων (NEO) με βάση τα δείγματα που μελέτησαν, τα οποία δεν μοιάζουν με καμία κατηγορία μετεωριτών που είναι γνωστή αυτή τη στιγμή στη Γη.
«Αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν έναν πρωτόγονο, πλούσιο σε θειούχα μέταλλα κοντινό στη Γη αστεροειδή, παρόμοιο με την κατηγορία CY, από τον οποίο δεν είχαμε λάβει ποτέ δείγμα στο παρελθόν. Ο αστεροειδής αυτός, αντιπροσωπεύει ένα μητρικό σώμα μετεωρίτη που “λείπει” από τα αρχεία μας και το οποίο τροφοδοτεί τη Γη με αυτή την ιδιαίτερη διαστημική σκόνη, φτωχή σε οξυγόνο-16», γράφει η ομάδα, σημειώνοντας ότι οποιαδήποτε μελλοντική επιβεβαίωση της ύπαρξης αυτής της άγνωστης κατηγορίας μετεωριτών θα αποτελούσε «μια ανακάλυψη-ορόσημο».
Η νέα επιστημονική δημοσίευση της ομάδας με τίτλο «16O poor cosmic spherules from near-Earth CY chondrite asteroids» δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Advances.
