|
Крошечные фрагменты астероида раскрывают его историю
|
|
|
|
В июне 2018 года японская миссия "Хаябуса-2" достигла астероида 162173 Рюгу. Он изучал астероид около 15 месяцев, используя небольшие марсоходы и посадочный модуль, прежде чем собрать образец и вернуть его на Землю в декабре 2020 года.
|
|
|
|
Образец Рюгу содержит часть самого древнего, примитивного и неизмененного материала Солнечной системы, что позволяет заглянуть в самые ранние времена ее существования - около 4,6 миллиарда лет назад. Образец Рюгу невелик, всего около 5,4 грамма (0,19 унции). Однако для научных приборов, которые исследуют химические характеристики образца, большой образец не требуется.
|
|
|
|
В ходе своего исследования ученые изучили крошечные фрагменты Рюгу с помощью усовершенствованного источника фотонов Аргоннской национальной лаборатории (APS). APS - это ускоритель частиц, который разгоняет фотоны почти до скорости света. Эти фотоны испускают рентгеновские лучи, которые используются в самых разных научных исследованиях. (APS даже участвовала в разработке вакцин против COVID-19). В этом исследовании рентгеновские лучи APS использовались в специальном методе, называемом мессбауэровской спектроскопией, который позволяет определить скорость окисления железа в образце Рюгу.
|
|
|
|
|
|
|
Исследование 2022 года называется "Формирование и эволюция углеродсодержащего астероида Рюгу: прямые доказательства из возвращенных образцов". Оно опубликовано в журнале Science, а ведущим автором является Тецуя Накамура из Университета Тохоку в Сендае, Япония.
|
|
|
|
Рюгу относится к редкому типу астероидов. Как спектральный тип Cb, он обладает характеристиками как углеродистых астероидов типа C, наиболее распространенных на сегодняшний день, так и астероидов типа B, более редкого типа углеродистых астероидов.
|
|
|
|
Японское агентство аэрокосмических исследований JAXA выбрало Рюгу для своей миссии по отбору образцов по нескольким причинам. До Рюгу, астероида, сближающегося с Землей, было легче добраться. Он также классифицируется как примитивный астероид, богатый углеродом, поэтому ученые надеялись, что он будет содержать органические вещества, которые дадут представление о ранней Солнечной системе. Рюгу также относительно небольшой (900 метров) и медленно вращается, что облегчает отбор проб. Орбита астероида также приближает его к Земле, что облегчает возврат образца.
|
|
|
|
Рюгу мог бы ответить на некоторые вопросы, связанные с историей Солнечной системы. Структура и состав Рюгу, включая наличие воды и органического вещества, могут раскрыть подробности о том, как формировались планеты и астероиды и как эти необходимые для жизни материалы могли быть доставлены на Землю. Ученые также надеялись более детально классифицировать Рюгу и понять его внутреннюю структуру и то, как он мог эволюционировать. Исследователей также интересовал ресурсный потенциал астероида.
|
|
|
|
Ученые, работающие с образцами, уже многое узнали. Они обнаружили, что астероид богат органическими веществами, что подтверждает идею о том, что астероиды могли доставить эти материалы на Землю. Рюгу содержит минералы, содержащие воду, что свидетельствует о том, что в прошлом на нем было больше воды или водяного льда. Ученые также обнаружили воздействие космического выветривания на поверхность астероида и частицы солнечного ветра, попавшие в его частицы.
|
|
|
|
Это исследование пополнило знания, полученные благодаря крошечному образцу весом 5,4 грамма. Исследователи проанализировали 17 частиц Рюгу размером от 1 до ~ 8 мм. В основном их интересовало более детальное понимание истории астероида. Они хотели найти ответы на несколько конкретных вопросов:
|
|
|
|
- Когда и где образовалось родительское тело Рюгу?
|
|
- Какова первоначальная минералогия, содержание элементов в целом и химический состав сросшихся материалов, включая содержание в них льда?
|
|
- Как эти материалы эволюционировали в результате химических реакций?
|
|
- Как Рюгу был отброшен от своего прародителя?
|
|
|
|
APS и Мессбауэровская спектроскопия позволили узнать больше подробностей о Рюгу, и исследователи использовали имитаторы столкновения и другие инструменты, чтобы собрать воедино историю астероида и его прародителя.
|
|
|
|
Исследователи обнаружили в кристаллах определенного типа включения воды, содержащие углекислый газ. Это свидетельствует о том, что материнская планета Рюгу сформировалась во внешней части Солнечной системы, где низкие температуры способствовали образованию водяного льда. APS также выявил высокую концентрацию пирротина в образце. Пирротин - это сульфид железа, который нигде не встречается во фрагментах метеорита, похожих на Рюгу. Это помогает ограничить местоположение и температуру материнского тела, когда оно образовалось. Исследовательская группа утверждает, что родительское тело образовалось примерно через 1,8-2,9 миллиона лет после начала формирования Солнечной системы.
|
|
|
|
Во внешней части Солнечной системы преобладают материалы, которые образуются при низких температурах, а родительское тело Рюгу было в основном сделано изо льда. Родительское тело сформировалось за пределами снежных линий H2O и CO2 и, возможно, за пределами Юпитера.
|
|
|
|
Образцы пористые и мелкозернистые, что указывает на то, что исходный материал содержал лед, который таял в течение длительного периода времени. Исследователи говорят, что радиоактивный нагрев внутри исходного материала растопил водяной лед около трех миллионов лет назад. Со временем реакции между водой и горными породами постепенно изменили первоначальную минералогию астероида, превратив ее в основном в водную.
|
|
|
|
Первоначально материал был менее изменен на небольших глубинах и более насыщен водой на больших глубинах. Примерно через 5 миллионов лет весь материал в материнском теле достиг максимальной температуры, и изменение водного состава продолжалось.
|
|
|
|
Катастрофическое лобовое столкновение, в результате которого погиб прародитель Рюгу, произошло около 1 миллиарда лет назад. Диаметр прародителя составлял около 50 км, а зона столкновения - около 6 км. Рюгу не является частью своего прародителя. Вместо этого он представляет собой груду обломков, скопление обломков, выброшенных из его материнского тела в результате столкновения. Материал Рюгу образовался на разных глубинах на противоположной стороне от родительского тела в результате столкновения, а затем сгустился в Рюгу.
|
|
|
|
Это исследование помогает нарисовать хронологию жизни родителя Рюгу и самого Рюгу в его долгом путешествии по Солнечной системе.
|
|
|
|
Сам Рюгу начал свое путешествие как часть более крупного небесного тела всего через два миллиона лет после образования Солнечной системы. После миллиардов лет существования в составе своего родительского тела он образовался в результате столкновения. Спустя долгое время он вышел на околоземную орбиту, и в мгновение ока человечество поднялось на ноги и создало технологическую цивилизацию. Мы обратились к этому посланцу из прошлого, и он многое рассказал нам об истории нашей Солнечной системы.
|
|
|
|
В настоящее время "Хаябуса-2" выполняет расширенную миссию по посещению двух других астероидов. В 2026 году он совершит высокоскоростной облет астероида S-типа 98943 Торифуне. В 2031 году он встретится с 1998 KY26, небольшим 30-метровым астероидом, который быстро вращается.
|
|
|
|
"Хаябуса-2" не будет исследовать ни один из этих астероидов, но его наблюдения добавят к его и без того впечатляющему вкладу.
|
|
|
|
Источник
|
