Перші зразки вуглецевого астероїда успішно повернулись на Землю. Попередні зовнішні дослідження зразків показують, що астероїд Рюгу має належати до CI-хондриту* з цікавими варіаціями.

*CI хондрити, іноді хондрити C1, — група рідкісних кам’янистих метеоритів, що належать до вуглецевих хондритів. Зразки були виявлені у Франції, Канаді, Індії та Танзанії. У порівнянні з усіма знайденими на даний момент метеоритами, їх загальний хімічний склад найбільше нагадує розподіл елементів у фотосфері Сонця.

Для зменшення небезпеки під час (у разі) зіткнень астероїдів (з нашою планетою) необхідно вивчити природу та склад таких об’єктів. З цим завданням, і (а також) для того, щоб дізнатись про ранні роки життя нашої Сонячної системи, Японське космічне агентство (JAXA) відправило космічний апарат Хаябуса 2. Він зібрав 5,5 грамів зразків з поверхні типового, багатого на вуглець, навколоземного астероїда, 162173 Рюгу. Раніше в Nature Astronomy Тору Яда та інші вчені вже писали про перспективи отриманих Хаябусою 2 зразків.

Тору Яда та його колеги показали зображення темних або навіть чорних пилоподібних (фрагментованих) зразків (див. Зображення 1) і зауважили, що вони в цілому дуже схожі між собою. Частинки відрізняються за формою, від мікронного пилу до камінців діаметром у 8 міліметрів. Їх поверхня характерезується як «нерівна» і водночас «гладка». Спершу вчені провели аналіз середнього розміру часточок. Вони обчислили розмір кожної частинки та повіряли (порівняли) з загальною кількістю. Це допоможе дізнатись про фізичний процес перетворення уламків породи на окремі часточки. Тору Яда та інші виявили, що кількість малих частинок значно більша ніж це очікувалось від попередньої екстраполяції Рюгу. Проте вчені припускають, що під час відбору зразків, крихкі породи могли постраждати (подрібнитись).

Команда вчених виявила, що зразки з Рюгу надзвичайно гомогенні за своїм складом. Загалом, лабораторні дослідження ґрунту Рюгу у міліметровому діапазоні узгоджуються з результатами, що були отримані під час дистанційного дослідження поверхні космічним апаратом. Більші частинки повністю характеризують дійсний склад поверхні Рюгу. Навіть, якщо вони були відібрані з двох різних місць і під час відбору до контейнера потрапили зразки з різної глибини, вони відповідають попереднім дослідженням.

Зразки виявились дуже пористими (губчастими). Ця інформація важлива, бо пористість визначає щільність матеріалу, а вона своєю чергою корелює з реакцією матеріалу на тиск. Вчені виявили, що мікропористість зразків сягає 46%. Це практично найвищий можливий показник в діапазоні CI вуглецевих хондритів (від 30% до 50%). Мікропористість на рівні 46% відповідає даним, які отримали дистанційно з допомогою теплових зображень. Така подібність в мікропористості Рюгу та CI вуглецевих хондритів може бути доказом того, що Рюгу повністю сформований з CI порід.

Що в цьому надзвичайного? CI хондрити з складом схожі на наше Сонце більше, ніж будь-які інші метеорити і складаються з найпримітивніших матеріалів доступних для вивчення в нашій Сонячній системі. Якщо ми знаємо, що Рюгу великий CI хондрит, ми можемо порівняти його зразки з тими CI метеоритами, що потрапили на Землю через її атмосферу та втратили частину вуглецевих об’єктів. Аналізуючи «недоторканий ґрунт» з Рюгу ми можемо оцінити склад інших темних астероїдів, що допоможе вивчити особливості формування планет в нашій зоряній системі.

До того, як зразки повернулись на Землю ми вже отримали данні дистанційного вивчення від Хаябуси 2, що виявляли подібність між Рюгу та CI вуглецевих хондритів. Було виявлено подібність в розташуванні довжини хвилі смуги 2.7-µm OH (мкм) в спектрах Рюгу та CI метеоритів. CI хондрит дуже рідко зустрічається на Землі, тож отримати зразок такого матеріалу надзвичайно перспективна можливість. Проте існує альтернативне сприйняття спектральних досліджень космічного апарату. Команда вченого Кохея Кітазато впевнена, що низьке альбедо та інтенсивність його ознаки OH подібна до експериментально нагрітих CI та/або природно ударно-деформованих CM2 вуглецевих хондритів. Обидва варіанти цікаві в контексті розвитку метеоритгно-астероїдних досліджень і подальші лабораторні аналізи зразків вкажуть, яка гіпотеза більш правдоподібна.

На перший погляд, команда Тору Яда представила докази подібності зразків Рюгу до CI хондритів, втім зазвичай CI хондрити більш пористі, крихкі та темніші. Аналіз команди вченого C. Pilorget (прим. перек. знайти ім’я вченого не вдалося) підтверджує попередні результати. Однак, вони повідомляють, що зразки можуть містити нові, несподівані знахідки, якщо вивчати їх під великим збільшенням (близько 100 мкм).

Для прикладу команда Pilorget знайшла зерна карбонатів, що надзвичайно цікаво, бо формуються вони за присутності води, зазвичай великої кількості води. Присутність карбонатів показує, що в часи ранньої Сонячної системи, вуглецеві астероїди такі як Рюгу або Бенну (який досліджує місія NASA OSIRIS-REx) повинні були зазнати гідротермальних змін. Це означає, що модель формування астероїдів має включати період тривалого контакту ґрунту з рідкою водою. Великим обмеженням є той фактор, що існування води у рідкому стані вимагає дуже специфічної температури та тиску.

Багаті на аліфатичні CH компоненти (також відомі як органічні сполуки або органіка) теж зустрічаються за умов довгих ланцюгів CH₂ таCH₃. Їх дослідження надзвичайно перспективне коли б, і де б, вони не були знайдені. З їх допомогою можна буде дізнатися більше про походження життя на Землі. Інші окремі зерна вказують на присутність багатих на NH та Al-OH сполук. Аналізуючи всі ці OH-, CH- та інші виявлені сполуки, вчені дійшли висновеу, що в складі Рюгу присутні летючі фази, компоненти, що швидко випаровуються під впливом тепла. Це може свідчити про те, що Рюгу зберіг одні з найдавніших матеріалів, які сформувались ще у сонячній туманності і через мільярди років доставлені на Землю. Якщо Рюгу «одноліток» з вуглецевими метеоритами, на ньому міг зберегтися первісний склад зерен, що утворились понад 4,5 мільярда років тому. Їх вивчення дозволить дізнатися більше про давні матеріали нашої Сонячної системи.

Оскільки на Землі ми можемо вивчити ці зразки значно детальніше ніж дистанційними методами і результати таких досліджень можуть мати вплив на розвиток всієї науки про Сонячну систему. Для прикладу, якби поверхня Рюгу мала інший вигляд, це б вплинуло на уявлення астрономів про класифікацію астероїдів.

Дослідження, що були представлені тут будуть підкріплені інтенсивними, а місцями навіть деструктивними аналізами. Експерименти, що дозволять вивчити мінералогічний склад, вік та геологічну історію зразків досі тривають. Незабаром, ми розкриємо всі таємниці зразків астероїду Рюгу та дізнаємось, що вони нам розкажуть про формування Сонячної системи.

Посилання на оригінал