|
Астероид Бенну - капсула времени старше Солнечной системы
|
|
|
|
Астероид Бенну – цель миссии НАСА по возвращению образцов OSIRIS-REx, возглавляемой Университетом Аризоны, – представляет собой смесь материалов со всей Солнечной системы и даже за ее пределами. За последние несколько миллиардов лет его уникальное и разнообразное содержимое претерпело изменения в результате взаимодействия с водой и суровой космической средой.
|
|
|
|
Эти подробности взяты из трех недавно опубликованных работ, основанных на анализе образцов Бенну, доставленных на Землю OSIRIS-REx в 2023 году. Кампания по анализу образцов OSIRIS-REx координируется Лунной и планетарной лабораторией, в которой участвуют ученые со всего мира. Исследователи LPL внесли свой вклад во все три исследования и руководили двумя из них.
|
|
|
|
"Это работа, которую вы просто не сможете выполнить с помощью телескопов", - сказала Джессика Барнс, доцент Калифорнийского университета в Лунной и планетарной лаборатории и соавтор одной из публикаций. "Это очень волнующе, что мы наконец-то можем рассказать все это об астероиде, на который мы так долго мечтали отправиться и с которого в конце концов привезли образцы".
|
|
|
|
Бенну состоит из фрагментов более крупного "родительского" астероида, который распался после столкновения с другим астероидом, вероятно, в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Родительский астероид состоял из материала различного происхождения – вблизи Солнца, вдали от Солнца и от других звезд, – который образовался более 4 миллиардов лет назад, когда формировалась наша солнечная система. Эти результаты стали предметом первой статьи, опубликованной в журнале Nature Astronomy под совместным руководством Барнса и Энн Нгуен из научного отдела исследований астроматериалов Космического центра имени Джонсона НАСА в Хьюстоне.
|
|
|
|
|
|
|
"Родительский астероид Бенну, возможно, сформировался во внешних частях Солнечной системы, возможно, за пределами планет-гигантов, Юпитера и Сатурна", - сказал Барнс. "Мы считаем, что это родительское тело столкнулось с приближающимся астероидом и разлетелось на части. Затем фрагменты были собраны заново, и это могло повториться несколько раз".
|
|
|
|
Изучив образцы, полученные космическим аппаратом OSIRIS-REx, Барнс и ее коллеги смогли получить наиболее полное представление о его истории на сегодняшний день. По словам Барнс, среди находок было обилие звездной пыли, материала, который существовал еще до формирования нашей Солнечной системы. Открытие этих древнейших материалов стало возможным, в частности, благодаря прибору NanoSIMS, разработанному в Лаборатории анализа астроматериалов Университета Койпера в Аризоне, который может выявлять изотопы - разновидности химических элементов – в нанометровых масштабах. Крошечные крупинки звездной пыли можно идентифицировать по их необычному изотопному составу по сравнению с материалами, образовавшимися в Солнечной системе.
|
|
|
|
"Это частицы звездной пыли от других звезд, которые давно умерли, и эти частицы были включены в облако газа и пыли, из которого сформировалась наша солнечная система", - сказал Барнс. "Кроме того, мы обнаружили органический материал с высокой аномалией по изотопам, который, вероятно, сформировался в межзвездном пространстве, и у нас есть твердые вещества, которые сформировались ближе к Солнцу, и мы впервые показываем, что все эти материалы присутствуют в Бенну".
|
|
|
|
Химическое и изотопное сходство между образцами с Бенну и похожим астероидом Рюгу, который был отобран японской миссией "Хаябуса-2" в 2019 году, а также наиболее примитивными в химическом отношении метеоритами, найденными на Земле, позволяют предположить, что их родительские астероиды, возможно, сформировались в общей области ранней Солнечной системы. Тем не менее, различия, которые исследователи наблюдают в образцах Бенну, могут указывать на то, что исходные материалы в этом регионе менялись с течением времени или были смешаны не так хорошо, как думали некоторые ученые.
|
|
|
|
Анализы показывают, что некоторые материалы родительского астероида пережили различные химические процессы, связанные с нагревом и водой, и даже энергетическое столкновение, которое привело к образованию Бенну. Тем не менее, как сообщается во второй статье, опубликованной в Nature Geoscience, большая часть материалов была преобразована в результате гидротермальных процессов. Фактически, это исследование показало, что минералы в родительском астероиде, вероятно, формировались, растворялись и преобразовывались с течением времени из-за взаимодействия с водой.
|
|
|
|
"Мы думаем, что родительский астероид Бенну собрал много ледяного материала из внешней части Солнечной системы, который со временем растаял", - сказал Том Зега, директор лаборатории Койпера в Аризоне, который руководил исследованием совместно с Тимом Маккоем, куратором отдела метеоритов в Смитсоновском институте.
|
|
|
|
Команда ученых обнаружила доказательства того, что силикатные минералы вступали в реакцию с образующейся в результате жидкой водой при относительно низких температурах - около 25 градусов Цельсия или комнатной температуре. Это тепло могло либо сохраниться в результате самого процесса аккреции, когда впервые сформировался родительский астероид Бенну, либо образоваться в результате более поздних столкновений в его истории, возможно, в сочетании с распадом радиоактивных элементов глубоко внутри него. По словам Зеги, захваченное тепло могло растопить лед внутри астероида.
|
|
|
|
"Теперь у вас есть жидкость, соприкасающаяся с твердым веществом, и тепло – все, что вам нужно, чтобы начать заниматься химией", - сказал он. "Вода вступила в реакцию с минералами и образовала то, что мы видим сегодня: образцы, в которых 80% минералов содержат воду, были созданы миллиарды лет назад, когда Солнечная система еще только формировалась".
|
|
|
|
На этом трансформация материалов Бенну не закончилась. В третьей статье, также опубликованной в Nature Geoscience, сообщается о микроскопических кратерах и крошечных брызгах некогда расплавленной породы на поверхности частиц Бенну - признаках того, что астероид подвергся воздействию микрометеоритов. Эти воздействия, наряду с воздействием солнечного ветра, известны как "космическое выветривание" и происходят из-за того, что на Бенну нет атмосферы, которая могла бы защитить его. Согласно исследованию, проведенному Линдси Келлер из НАСА имени Джонсона и Мишель Томпсон из Университета Пердью, это выветривание происходит намного быстрее, чем принято считать.
|
|
|
|
Являясь остатками планетарного образования 4,5 миллиарда лет назад, астероиды представляют собой летопись истории Солнечной системы. Но многие из этих остатков могут отличаться от того, что можно было бы предположить о найденных на Земле метеоритах, сказал Зега, потому что различные типы метеоритов (фрагментов астероидов) могут сгореть в атмосфере и никогда не долететь до земли.
|
|
|
|
"А те, которые все-таки доберутся до земли, могут вступить в реакцию с атмосферой Земли, особенно если метеорит не будет быстро извлечен после его падения, - добавил он, - вот почему миссии по возвращению образцов, такие как OSIRIS-REx, имеют решающее значение".
|
|
|
|
Источник
|
