یافته‌های جدید مرتبط با نمونه‌های سیارک بنو، درک دانشمندان را از چگونگی شکل‌گیری منظومه شمسی به شدت تغییر داده است. این تحقیقات نشان می‌دهند که سیارک‌های ابتدایی مانند بنو، نتیجه ترکبی از مواد موجود در نواحی داخلی و خارجی منظومه شمسی بوده‌اند. سیاره مشتری به طور غیرمنتظره‌ای در این روند نقشی محوری ایفا کرده و ترکیب مواد سازنده اجرام باستانی را تحت تأثیر قرار داده است.
ماموریت OSIRIS-REx ناسا در سال ۲۰۲۳، موفق شد حدود ۱۲۰ گرم از نمونه‌های سیارک بنو را به زمین بازگرداند. پروفسور ماریا شون‌باخلر، استاد ژئوشیمی ایزوتوپ در ETH زوریخ، به همراه تیم خود ۰.۵ گرم از این مواد ارزشمند را برای پژوهش دریافت کردند. نتایج تحقیقات آن‌ها که در تاریخ ۲۴ اکتبر ۲۰۲۶ در ژورنال Science Advances منتشر شده، به کشف رازهای تازه‌ای درباره منشأ بنو و فرآیندهای اولیه تشکیل منظومه شمسی پرداخته است.
ردپای شیمیایی بنو: خویشاوندان کیهانی
محققان ETH زوریخ، ایزوتوپ‌های آهن، تیتانیوم و کروم را در نمونه‌های سیارک بنو مورد بررسی قرار دادند. ایزوتوپ‌ها انواع مختلف یک عنصر شیمیایی هستند که از لحاظ تعداد نوترون‌ها، جرم‌های متفاوتی دارند. نتایج این تحلیل‌ها نشان می‌دهد که بنو، سیارک ریوگو (Ryugu) و گروهی نادر از شهاب‌سنگ‌های بدوی به نام شهاب‌سنگ‌های CI، از نظر شیمیایی شباهت زیادی دارند. شهاب‌سنگ‌های CI به عنوان بقایای غنی از کربن در منظومه شمسی اولیه، طی میلیاردها سال تغییرات جزئی را تجربه کرده‌اند.
این اجرام یک امضای ایزوتوپی بسیار مشابه دارند که نشان‌دهنده این است که مواد اولیه آن‌ها از یک منبع مشترک غبار کیهانی باستانی نشأت می‌گیرد. امضای شیمیایی آن‌ها همچنین با سایر سیارک‌ها، گروه‌های شهاب‌سنگ و سیارات شناخته‌شده تفاوت‌های معنی‌داری دارد. این شباهت‌ها، سرنخی ارزنده درباره محل شکل‌گیری و شرایط اولیه منظومه شمسی ارائه می‌دهد.
تولد غیرمنتظره سیارک بنو در مرز یخ و آب
سال‌ها پیش، دانشمندان به این نتیجه رسیده بودند که سیارک‌های ابتدایی مانند بنو ممکن است در نواحی خارجی منظومه شمسی و در همان مناطقی که دنباله‌دارها به وجود آمده‌اند، تشکیل شده باشند. آن‌ها همچنین بر این باور بودند که مواد اصلی بنو در مراحل بعدی تکامل منظومه شمسی به هم پیوسته‌اند. اما یافته‌های اخیر، هر دو فرضیه را به چالش کشیده‌اند.
محققان پیشنهاد می‌کنند که مواد سازنده بنو، ریوگو و شهاب‌سنگ‌های CI در نزدیکی خط آب-یخ انباشته شده‌اند. این مرز ناحیه‌ای بود در دیسک اطراف خورشید جوان که دما به حدی کاهش یافته بود که بخار آب به حالت یخ تبدیل می‌شود. حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش، این منطقه یک گره مهم برای مواد مختلف در حال توسعه از نواحی مختلف منظومه شمسی محسوب می‌شد.
غبار ناشی از نواحی داخلی و خارجی منظومه شمسی در نزدیکی این مرز با یکدیگر ترکیب می‌شد و یخ آب نیز به چسبیدن ذرات کوچک‌تر کمک می‌کرد تا به تدریج به اجرام بزرگ‌تر تبدیل شوند. ماریا شون‌باخلر اشاره می‌کند: «بنو یک هیبرید است؛ مواد آن به وضوح با ویژگی‌های منظومه شمسی داخلی یا بیرونی همخوانی ندارد.» ترکیب شیمیایی خاص آن بیانگر این است که بنو از ترکیبی از مواد حاصل از هر دو ناحیه و نه از یک منبع بی‌نظیر و انزوا تشکیل شده است.
نقش حیاتی مشتری در شکل‌گیری سیارک بنو
محققان سناریویی برای تشریح چگونگی این ترکیب ارائه داده‌اند که در آن، سیاره مشتری به عنوان یک بازیگر حیاتی ظاهر می‌شود. مشتری به طرز شگفت‌انگیزی بلافاصله پس از تولد خورشید، تقریباً ظرف یک میلیون سال شروع به شکل‌گیری کرد. در آن زمان، خورشید جوان محصور در دیسکی چرخان از گاز، غبار و یخ قرار داشت.
با افزایش سریع جرم مشتری، نیروی گرانشی عظیم آن شروع به تغییر توزیع مواد در سراسر دیسک کرد. دانشمندان پیشنهاد می‌کنند که این سیاره غول‌پیکر به نوعی به عنوان یک سد عمل نموده و از عبور بیشتر ذرات بزرگ‌تر از منطقه مداری خود جلوگیری می‌کرد، اما اجازه می‌داد غبار ریزتر آزادانه حرکت کند. این مواد ریز، که از بخش‌های مختلف دیسک می‌آمدند، می‌توانستند در نزدیکی خط آب-یخ با هم ترکیب شوند. بنابراین، مشتری نه تنها منجر به شکل‌گیری این سیارک بنو قدیمی شده، بلکه مواد ساختاری آن را نیز تعیین نموده است.
بنو: سرنخ‌هایی از عناصر سازنده زمین
این سناریوی شکل‌گیری، دو ویژگی جالب بنو را نیز توضیح می‌دهد: وجود زیاد مواد حاوی آب و شباهت شیمیایی آن با خورشید. نزدیکی به مرز آب-یخ، غلظت آب را در مواد تشکیل‌دهنده بنو افزایش داده است. همچنین، نفوذ مشتری سبب شد که مواد والد این سیارک عمدتاً از غبار ریز تشکیل شوند. از آنجایی که این ذرات کوچک می‌توانستند به طور مؤثری در سراسر دیسک حرکت کنند و با یکدیگر ترکیب شوند، ترکیب شیمیایی آن‌ها نزدیک به ترکیب کلی عناصر موجود در خورشید حفظ شده است.
شون‌باخلر می‌افزاید: «بنو احتمالاً بهترین نمای ما به ترکیب اولیه عناصر شیمیایی است که در نهایت سیارات زمین‌گونه از آن‌ها شکل گرفتند.» بنو یک سیارک بسیار ابتدایی است زیرا مواد آن تقریباً ۴.۵ میلیارد سال پیش ایجاد شده و از آن زمان تغییرات شیمیایی نسبتاً کمی را تجربه کرده است. این ویژگی، نمونه‌های آن را برای بازسازی شرایط پیش از شکل‌گیری زمین و سایر سیارات سنگی فوق‌العاده ارزشمند می‌سازد. کانی‌های حاوی آب و ترکیبات آلی موجود در بنو نیز آن را برای تجزیه و تحلیل چگونگی دستیابی زمین اولیه به برخی مواد شیمیایی ضروری برای زندگی مهم می‌کند.
افق‌های جدید: ماموریت آتی به قمر مریخ
با وجود این یافته‌های نوین، چندین سوال هنوز بی‌پاسخ مانده است. شون‌باخلر در ادامه می‌گوید: «ما در حال حاضر در حال بررسی این موضوع هستیم که آیا دیگر سیارک‌ها نیز همان امضای ایزوتوپی بنو و ریوگو را دارند یا خیر.» همچنین، محققان به دنبال تعیین تأثیر دقیق گرانش مشتری بر حرکت غبار هستند و می‌خواهند متوجه شوند که آیا تأثیرات گرانشی او موجب تجمع ذرات بسیار ریز بوده است یا نه.
با اتمام تحلیل‌های مربوط به سیارک بنو، شون‌باخلر مشتاقانه در انتظار فرصتی دیگر برای تحقیق درباره مواد موجود در منظومه شمسی اولیه است. آژانس فضایی ژاپن (JAXA) در حال تدارک یک ماموریت برای بازگرداندن نمونه‌ای از فوبوس، یکی از دو قمر مریخ، است. این ماموریت برای اواخر اکتبر ۲۰۲۶ برنامه‌ریزی شده و هدف آن جمع‌آوری مواد از قمر مریخ و بازگرداندن آن به زمین است. البته، جامعه علمی باید منتظر بماند، زیرا کپسول حامل مواد از فوبوس تا سال ۲۰۳۱ به زمین نخواهد رسید.