Новые ключи к разгадке происхождения астероида Рюгу (и углеродистых астероидов)

Астероид Рюгу, исследованный в ходе японской миссии «Хаябуса-2», которая в 2020 году доставила на Землю несколько образцов материала, продолжает удивлять ученых. Недавнее исследование поставило под сомнение прежние предположения о том, где образовалось это богатое углеродом небесное тело.

Исследование, проведенное группой специалистов под руководством Института Макса Планка по изучению Солнечной системы (MPS) в Германии, предполагает, что Рюгу сформировался гораздо ближе к Солнцу, чем считалось ранее, вероятно, в области, близкой к орбите Юпитера.

Это открытие основано на детальном анализе соотношения изотопов никеля в образцах Рюгу в сравнении с метеоритами, известными как углеродистые хондриты. Результаты показали сходство с «хондритами CI», но также выявили существенные различия, что привело к пересмотру теорий образования богатых углеродом астероидов.

Предыдущие гипотезы о Рюгу

В 2020 году миссия Японского космического агентства (JAXA) «Хаябуса-2» доставила на Землю драгоценные образцы астероида Рюгу, состоящие из крошечных зерен темно-синего материала. За эти годы они были подвергнуты ряду сложных анализов в лабораториях по всему миру, которые продолжаются до сих пор.

Микроскопическое изображение каменистого материала с астероида Рюгу. Размер черных зерен составляет всего несколько миллиметров.

До этой миссии и последующих анализов ученые предполагали, что Рюгу, как и многие другие богатые углеродом астероиды, сформировался во внешних областях Солнечной системы, вероятно, за орбитой Сатурна.

Эта гипотеза основывалась на химическом составе астероида, который относил его к категории углеродистых хондритов, в частности к редкой подгруппе хондритов CI. Последние считаются одними из самых примитивных и первозданных материалов в нашей планетарной системе, по химическому составу схожих с Солнцем.

Первые анализы образцов Рюгу, похоже, подтвердили эту гипотезу, укрепив мысль о том, что астероид совершил долгое путешествие от периферии Солнечной системы до своей нынешней околоземной орбиты. Предполагается, что Рюгу сформировался в регионе, богатом летучими и органическими материалами, затем постепенно мигрировал внутрь, пройдя через пояс астероидов, прежде чем оказаться на своей нынешней орбите.

Происхождение ближе к Солнцу

Прорыв в понимании происхождения Рюгу произошел благодаря недавнему анализу, проведенному исследователями MPS. Команда изучила соотношение изотопов никеля в четырех образцах астероида Рюгу и сравнила их с шестью образцами углеродистых хондритов. Этот анализ выявил картину, разительно отличающуюся от ранее предполагаемой.

Результаты подтвердили тесную связь между Рюгу и хондритами CI, но при этом выявили существенные различия, которые не могли быть объяснены в рамках прежней модели. Ключ к новой интерпретации лежит в наличии четвертого «ингредиента» в составе Рюгу: крошечных железо-никелевых гранул. Эти гранулы, по-видимому, особенно эффективно накапливались во время формирования Рюгу и хондритов CI.

Согласно новой теории, предложенной исследователями, Рюгу и хондриты CI должны были сформироваться в регионе, расположенном гораздо ближе к Солнцу, чем считалось ранее, возможно, сразу за орбитой Юпитера. Этот процесс формирования должен был происходить в два разных этапа, разделенных примерно двумя миллионами лет:

1. На первом этапе, который начался примерно через 2 миллиона лет после начала формирования Солнечной системы, происходило накопление пыли, хондрулов и примитивных конденсатов.
2. Вторая фаза, характеризующаяся испарением газа под воздействием Солнца, привела бы к накоплению в основном пыли и железо-никелевых гранул, породив хондриты CI и Рюгу.

Примерно через два миллиона лет после образования Солнечной системы за орбитой молодого Юпитера скопились первые углеродистые хондриты, состоящие из пыли, хондрулов, примитивных конденсатов и железо-никелевых гранул. Примерно два миллиона лет спустя фотоиспарением образовались хондриты CI. Они включали особенно большое количество железо-никелевых гранул.

Последствия открытия

Новое понимание происхождения Рюгу имеет значительные последствия для наших знаний о формировании и эволюции Солнечной системы. Во-первых, оно ставит под сомнение идею о том, что все богатые углеродом астероиды образовались во внешних регионах. Напротив, оно предполагает, что различные типы углеродистых астероидов могли образоваться в одном и том же регионе, но в результате различных процессов и в разное время.

Открытие также подчеркивает важность процессов фотоиспарения при формировании астероидов — аспект, который может иметь решающее значение для понимания разнообразия объектов в поясе астероидов. Кроме того, оно подчеркивает фундаментальную роль Юпитера в формировании внутренней части Солнечной системы, выступая в качестве барьера, который влиял на накопление и распределение первозданного материала.

Наконец, исследование открывает новые перспективы для будущих миссий по изучению астероидов. Более детальное понимание состава и происхождения этих небесных тел может помочь в выборе целей для будущих миссий по сбору образцов, что внесет дополнительный вклад в наши знания о формировании и эволюции нашей планетарной системы. В качестве примера можно привести исследования образцов с астероида Бенну, также богатого углеродом, которые действительно преподносят много сюрпризов.

С исследованием, опубликованным в журнале Science Advances, можно ознакомиться здесь.

Источник: new-science.ru