|
Образцы Рюгу ставят под сомнение формирование астероидов
|
|
|
|
Астероид Рюгу, возможно, не прошел так далеко от места своего происхождения до своей нынешней околоземной орбиты, как предполагалось ранее. Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, предполагает, что Рюгу образовался вблизи Юпитера.
|
|
|
|
Более ранние исследования указывали на происхождение Рюгу за пределами орбиты Сатурна. Четыре года назад японский космический зонд "Хаябуса-2" доставил образцы Рюгу на Землю. Исследователи под руководством Института исследований солнечной системы имени Макса Планка (MPS) в Германии сравнили, какие типы никеля содержатся в этих образцах, а также в типичных богатых углеродом метеоритах.
|
|
|
|
Полученные результаты показывают альтернативу предыдущим представлениям о местах рождения этих тел: различные богатые углеродом астероиды, возможно, сформировались в одном и том же регионе вблизи Юпитера, хотя частично в результате разных процессов и с разницей примерно в два миллиона лет.
|
|
|
|
С декабря 2020 года, когда образцы с астероида Рюгу были доставлены на Землю, эти несколько граммов материала подверглись довольно серьезным испытаниям. После первоначальных исследований в Японии несколько крошечных, черных как смоль зерен отправились в исследовательские центры по всему миру.
|
|
|
|
|
|
|
Там они были измерены, взвешены, подвергнуты химическому анализу и, помимо прочего, подвергнуты инфракрасному, рентгеновскому и синхротонному излучению. В MPS исследователи изучают соотношение определенных изотопов металлов в образцах, как и в текущем исследовании. Ученые называют изотопы разновидностями одного и того же элемента, которые отличаются только количеством нейтронов в ядре. Исследования такого рода могут помочь понять, в какой части солнечной системы образовался Рюгу.
|
|
Путешествие Рюгу по солнечной системе
|
|
|
|
Рюгу - астероид, сближающийся с Землей. Его орбита вокруг Солнца пересекается с орбитой Земли (без риска столкновения). Однако исследователи предполагают, что, как и другие околоземные астероиды, Рюгу не является родным для внутренней части Солнечной системы, а попал туда из пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера. Фактические места рождения населения пояса астероидов, вероятно, находятся еще дальше от Солнца, за пределами орбиты Юпитера.
|
|
|
|
"Семейные связи" Рюгу могут помочь пролить свет на его происхождение и дальнейшую эволюцию. В какой степени Рюгу напоминает представителей известных классов метеоритов? Это фрагменты астероидов, которые попали на Землю из космоса.
|
|
|
|
Исследования, проведенные в последние годы, преподнесли сюрприз: Рюгу, как и ожидалось, вписывается в большую группу богатых углеродом метеоритов, углеродистых хондритов. Однако детальные исследования его состава позволяют отнести его к редкой группе: так называемым хондритам CI. Они также известны как хондриты типа Ивуна, названные так в честь местности в Танзании, где был найден их самый известный представитель.
|
|
|
|
Помимо самого хондрита Ивуна, на сегодняшний день обнаружено еще только восемь таких экзотических образцов. Поскольку их химический состав близок к составу солнца, они считаются особенно древним материалом, который образовался на самом дальнем краю Солнечной системы.
|
|
|
|
"До сих пор мы предполагали, что место происхождения Рюгу также находится за пределами орбиты Сатурна", - объясняет ученый MPS доктор Тимо Хопп, соавтор текущего исследования, который ранее уже руководил исследованиями изотопного состава Рюгу.
|
|
|
|
Последние анализы, проведенные геттингенскими учеными, теперь рисуют иную картину. Впервые команда исследовала соотношение изотопов никеля в четырех образцах с астероида Рюгу и шести образцах углеродистых хондритов. Результаты подтверждают тесную взаимосвязь между хондритами Рюгу и CI. Однако идея об общем происхождении на краю Солнечной системы больше не является убедительной.
|
|
Недостающий ингредиент
|
|
|
|
Что произошло? До сих пор исследователи рассматривали углеродистые хондриты как смеси трех "ингредиентов", которые можно увидеть даже невооруженным глазом в поперечных разрезах. Вкрапленные в мелкозернистую породу круглые включения размером в миллиметр, а также более мелкие включения неправильной формы плотно упакованы друг с другом. Включения неправильной формы - это первый материал, который сконденсировался в твердые сгустки в горячем газовом диске, который когда-то вращался вокруг Солнца. Круглые хондры, богатые силикатами, образовались позже.
|
|
|
|
До сих пор исследователи приписывали различия в изотопном составе между хондритами CI и другими группами углеродистых хондритов различным соотношениям этих трех ингредиентов при смешивании. Например, хондриты CI состоят преимущественно из мелкозернистой породы, в то время как их собратья значительно богаче включениями. Однако, как описывает команда в текущей публикации, результаты измерений содержания никеля не вписываются в эту схему.
|
|
|
|
Расчеты исследователей теперь показывают, что их измерения могут быть объяснены только четвертым компонентом: крошечными зернами железа и никеля, которые также должны были накапливаться во время формирования астероидов. В случае с хондритами Рюгу и СИ этот процесс, должно быть, был особенно эффективным.
|
|
|
|
"При формировании хондритов Рюгу и СИ, с одной стороны, и других групп углистых хондритов - с другой, должны были происходить совершенно разные процессы", - говорит Фридолин Спитцер из MPS, первый автор нового исследования, резюмируя основную идею.
|
|
|
|
По мнению исследователей, первые углеродистые хондриты начали формироваться примерно через два миллиона лет после образования Солнечной системы. Притягиваемая гравитационной силой еще молодого солнца, пыль и первые твердые скопления пробились с внешнего края газопылевого диска во внутреннюю часть Солнечной системы, но на своем пути столкнулись с препятствием: недавно сформировавшимся Юпитером.
|
|
|
|
За пределами его орбиты, в частности, накапливались более тяжелые и крупные глыбы — и, таким образом, они превратились в углеродистые хондриты с их многочисленными включениями. Ближе к концу этого развития, примерно через два миллиона лет, возобладал другой процесс: под воздействием солнца исходный газ постепенно испарился за пределами орбиты Юпитера, что привело к накоплению в основном пыли и железоникелевых зерен. Это привело к появлению хондритов CI.
|
|
|
|
"Результаты нас очень удивили. Нам пришлось полностью переосмыслить все — не только в отношении Рюгу, но и в отношении всей группы хондритов CI", - говорит доктор Кристоф Буркхард из MPS.
|
|
|
|
Хондриты CI больше не кажутся отдаленными, несколько экзотическими родственниками других углеродистых хондритов с самых отдаленных окраин Солнечной системы, а скорее младшими братьями и сестрами, которые, возможно, сформировались в том же регионе, но в результате другого процесса и позже.
|
|
|
|
"Текущее исследование показывает, насколько важными могут быть лабораторные исследования в расшифровке истории формирования нашей Солнечной системы", - говорит профессор Торстен Кляйн, директор департамента планетарных наук в MPS и соавтор исследования.
|
|
|
|
Источник
|
