สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์รู้เกี่ยวกับระบบสุริยจักรวาลในช่วงต้นมาจากอุกกาบาต - หินโบราณที่เดินทางผ่านอวกาศและรอดชีวิตจากการพุ่งผ่านบรรยากาศของโลก
ในหมู่อุกกาบาตประเภทหนึ่ง - เรียกว่าchondrites คาร์บอน- โดดเด่นในฐานะที่เป็นแบบดั้งเดิมที่สุดและให้เหลือบที่เป็นเอกลักษณ์ในวัยเด็กของระบบสุริยะ-
chondrites คาร์บอนนั้นอุดมไปด้วยน้ำคาร์บอนและสารประกอบอินทรีย์ พวกเขา "ชุ่มชื้น" ซึ่งหมายความว่าพวกเขามีน้ำที่ถูกผูกไว้ภายในแร่ธาตุในหิน ส่วนประกอบของน้ำคือล็อคเป็นโครงสร้างผลึก- นักวิจัยหลายคนเชื่อว่าหินโบราณเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในส่งน้ำไปยังโลกต้น-
ก่อนที่จะตีโลกหินที่เดินทางผ่านอวกาศโดยทั่วไปจะเรียกว่าดาวเคราะห์น้อยอุกกาบาตหรือดาวหางขึ้นอยู่กับขนาดและองค์ประกอบของพวกเขา หากชิ้นส่วนหนึ่งของวัตถุเหล่านี้ทำให้มันไปสู่โลกมันจะกลายเป็น "อุกกาบาต"
จากการสังเกตดาวเคราะห์น้อยด้วยกล้องโทรทรรศน์นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่มีองค์ประกอบคาร์บอนที่อุดมไปด้วยน้ำ-แบบจำลองทำนายอุกกาบาตส่วนใหญ่ - มากกว่าครึ่ง - ควรเป็นคาร์บอน แต่น้อยกว่า 4% ของอุกกาบาตทั้งหมดที่พบบนโลกเป็นคาร์บอน เหตุใดจึงมีความไม่ตรงกันเช่นนี้?
ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารดาราศาสตร์ธรรมชาติวันที่ 14 เมษายน 2568เพื่อนร่วมงานนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ของฉันและฉันพยายามตอบคำถามเก่าแก่: chondrites คาร์บอนทั้งหมดอยู่ที่ไหน?
ภารกิจส่งคืนตัวอย่าง
ความปรารถนาของนักวิทยาศาสตร์ในการศึกษาหินโบราณเหล่านี้ได้ผลักดันภารกิจอวกาศตัวอย่างผลตอบแทนเมื่อเร็ว ๆ นี้Osiris - rex ของนาซ่าและภารกิจ Hayabusa2 ของ Jaxaได้เปลี่ยนสิ่งที่นักวิจัยรู้เกี่ยวกับดาวเคราะห์น้อยที่อุดมไปด้วยคาร์บอน
อุกกาบาตที่พบว่านั่งอยู่บนพื้นดินจะสัมผัสกับฝนหิมะและพืชซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมีนัยสำคัญและทำให้การวิเคราะห์ยากขึ้น ดังนั้นภารกิจ Osiris - Rex จึงเข้าร่วมAsteroid Bennnuเพื่อดึงตัวอย่างที่ไม่เปลี่ยนแปลง การดึงตัวอย่างนี้อนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบองค์ประกอบของดาวเคราะห์น้อยโดยละเอียด
ในทำนองเดียวกันการเดินทางของ Hayabusa2ดาวเคราะห์น้อย ryuguให้ตัวอย่างที่เก่าแก่ของอีกกลุ่มหนึ่งที่อุดมด้วยน้ำในทำนองเดียวกัน-
ภารกิจเหล่านี้ร่วมกันนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์อย่างฉันศึกษาวัสดุคาร์บอนที่เปราะบางจากดาวเคราะห์น้อย ดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้เป็นหน้าต่างตรงเข้าไปในหน่วยการสร้างของระบบสุริยะของเราและต้นกำเนิดของชีวิต
ปริศนา chondrite คาร์บอน
เป็นเวลานานนักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าบรรยากาศของโลกกรองเศษคาร์บอน
เมื่อวัตถุกระทบชั้นบรรยากาศของโลกมันจะต้องอยู่รอดในแรงกดดันที่สำคัญและอุณหภูมิสูง chondrites คาร์บอนมีแนวโน้มที่จะอ่อนแอและร่วนมากกว่าอุกกาบาตอื่น ๆ ดังนั้นวัตถุเหล่านี้จึงไม่ได้มีโอกาสมากนัก
อุกกาบาตมักจะเริ่มการเดินทางเมื่อดาวเคราะห์น้อยสองตัวชนกัน การชนเหล่านี้สร้างชิ้นส่วนหินขนาดเซนติเมตรถึงขนาดเมตร Cosmic Crumbs เหล่านี้พุ่งผ่านระบบสุริยะและในที่สุดก็สามารถตกสู่พื้นดินได้ เมื่อพวกมันเล็กกว่าเมตรนักวิทยาศาสตร์เรียกพวกเขาว่าอุกกาบาต
Meteoroids มีขนาดเล็กเกินไปสำหรับนักวิจัยที่จะเห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์เว้นแต่พวกเขาจะกำลังจะตีโลกและนักดาราศาสตร์จะโชคดี
แต่มีอีกวิธีหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาประชากรกลุ่มนี้และในทางกลับกันเข้าใจว่าทำไมอุกกาบาตจึงมีองค์ประกอบที่แตกต่างกัน
เครือข่ายการสังเกตการณ์ดาวตกและลูกไฟ
ทีมวิจัยของเราใช้บรรยากาศของโลกเป็นเครื่องตรวจจับของเรา
อุกกาบาตส่วนใหญ่ที่ไปถึงโลกเป็นอนุภาคขนาดเล็กขนาดทราย แต่บางครั้งร่างกายมีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงถึงสองสามเมตร- นักวิจัยประเมินว่าmicrometeorites ประมาณ 5,000 เมตริกตันที่ดินบนโลกทุกปี และในแต่ละปีระหว่าง 4,000 ถึง 10,000 อุกกาบาตขนาดใหญ่-ลูกกอล์ฟขนาดใหญ่หรือใหญ่กว่า-ที่ดินบนโลก- นั่นคือมากกว่า 20 ในแต่ละวัน-
วันนี้กล้องดิจิตอลได้ทำการสังเกตการณ์ตลอดเวลาของท้องฟ้ายามค่ำคืนทั้งในทางปฏิบัติและราคาไม่แพง เซ็นเซอร์ที่มีราคาถูกและมีความไวสูงและซอฟต์แวร์การตรวจจับอัตโนมัติช่วยให้นักวิจัยสามารถตรวจสอบส่วนใหญ่ของท้องฟ้ายามค่ำคืนสำหรับกะพริบที่สว่างไสวซึ่งส่งสัญญาณอุกกาบาตที่กระทบบรรยากาศ
ทีมวิจัยสามารถร่อนผ่านการสังเกตแบบเรียลไทม์เหล่านี้โดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์อัตโนมัติ-หรือปริญญาเอกเฉพาะ นักเรียน - เพื่อค้นหาข้อมูลที่มีค่า
ทีมของเราจัดการระบบระดับโลกสองระบบ:การลงโทษเครือข่ายที่นำโดยฝรั่งเศสพร้อมสถานีใน 15 ประเทศ และหอดูดาวระดับโลกการทำงานร่วมกันเริ่มต้นโดยทีมที่อยู่เบื้องหลังเครือข่าย Fireball Desertในออสเตรเลีย
เมื่อรวมกับชุดข้อมูลการเข้าถึงแบบเปิดอื่น ๆ เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันใช้วิถีของผลกระทบเกือบ 8,000 ครั้งที่สังเกตได้จาก 19 เครือข่ายการสังเกตแพร่กระจายไปทั่ว 39 ประเทศ
โดยการเปรียบเทียบผลกระทบของอุกกาบาตทั้งหมดที่บันทึกไว้ในบรรยากาศของโลกกับผู้ที่ประสบความสำเร็จในการเข้าถึงพื้นผิวเป็นอุกกาบาตเราสามารถระบุได้ว่าดาวเคราะห์น้อยผลิตชิ้นส่วนที่แข็งแกร่งพอที่จะอยู่รอดการเดินทาง
หรือในทางกลับกันเรายังสามารถระบุว่าดาวเคราะห์น้อยที่ผลิตวัสดุที่อ่อนแอซึ่งไม่ปรากฏบนโลกเหมือนอุกกาบาต
ดวงอาทิตย์อบหินมากเกินไป
น่าประหลาดใจเราพบว่าแอสเทอรอยด์หลายชิ้นไม่ได้ทำให้มันกลายเป็นโลก มีบางอย่างเริ่มลบสิ่งที่อ่อนแอในขณะที่ชิ้นส่วนยังคงอยู่ในอวกาศ วัสดุคาร์บอนซึ่งไม่ทนทานมากมีแนวโน้มที่จะพังทลายลงผ่านความเครียดจากความร้อนเมื่อวงโคจรของมันเข้าใกล้ดวงอาทิตย์
เมื่อ chondrites คาร์บอนโคจรรอบและจากนั้นออกไปจากดวงอาทิตย์อุณหภูมิจะแปรปรวนสร้างรอยแตกในวัสดุของพวกเขา- กระบวนการนี้มีประสิทธิภาพและกำจัดก้อนหินที่อ่อนแอและไฮเดรตจากประชากรของวัตถุใกล้โลก สิ่งใดก็ตามที่เหลือหลังจากการแตกร้าวด้วยความร้อนนี้จะต้องอยู่รอดในบรรยากาศ
มีเพียง 30% -50% ของวัตถุที่เหลืออยู่รอดจากทางบรรยากาศและกลายเป็นอุกกาบาต ชิ้นส่วนเศษซากที่วงโคจรนำพวกเขาเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์มีแนวโน้มที่จะทนทานมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทำให้พวกเขามีแนวโน้มที่จะอยู่รอดได้ยากขึ้นไปในบรรยากาศที่ยากลำบากผ่านบรรยากาศของโลก เราเรียกสิ่งนี้ว่าอคติการอยู่รอด
เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าบรรยากาศของโลกเพียงอย่างเดียวอธิบายถึงความขาดแคลนของอุกกาบาตคาร์บอน แต่งานของเราบ่งชี้ว่าการกำจัดส่วนใหญ่เกิดขึ้นล่วงหน้าในอวกาศ
ในอนาคตความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ใหม่สามารถช่วยยืนยันการค้นพบเหล่านี้และระบุองค์ประกอบอุกกาบาตได้ดีขึ้น นักวิทยาศาสตร์ต้องดีขึ้นที่ใช้กล้องโทรทรรศน์เพื่อตรวจจับวัตถุก่อนที่พวกเขาจะชนโลก การสร้างแบบจำลองโดยละเอียดเพิ่มเติมของวัตถุเหล่านี้แตกสลายในบรรยากาศอย่างไรยังสามารถช่วยนักวิจัยศึกษาพวกเขา
สุดท้ายการศึกษาในอนาคตสามารถหาวิธีที่ดีกว่าในการระบุว่าลูกไฟเหล่านี้ทำจากการใช้สีของอุกกาบาต-
Patrick M. Shober, เพื่อนหลังปริญญาเอกในวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์นาซ่า
บทความนี้ถูกตีพิมพ์ซ้ำจากบทสนทนาภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่านบทความต้นฉบับ-
