Что было до Солнца? Ученые взялись объяснять на астероидах

© Photo : NASA/Goddard/University of ArizonaФото астероида Бенну, сделанное 2 декабря 2018-го аппаратом НАСА OSIRIS-REx с расстояния 24 километра
Фото астероида Бенну, сделанное 2 декабря 2018-го аппаратом НАСА OSIRIS-REx с расстояния 24 километра - Sputnik Армения, 1920, 16.06.2022
Подписаться на
Yandex newsTelegram
Ученые узнали, что происходило до образования Солнца и планет. Это позволили сделать образцы грунта с астероида Рюгу, которые доставила на Землю японская миссия "Хаябуса-2", рассказывает Владислав Стрекопытов, РИА Новости.
ЕРЕВАН, 16 июн — Sputnik. Ученые выяснили, что астероид Рюгу содержит самый древний, еще досолнечный материал первичного газопылевого облака. Обнаружили и аминокислоты — строительные блоки белков всех живых организмов.
Астероиды ученые называют "капсулами времени в космическом вакууме". Считается, что в отличие от планет, внутри которых более тяжелые химические элементы переместились в ядро, а более легкие — к поверхности, эти малые тела состоят из первичного материала протопланетного облака.
Раньше астрономы судили об астероидах только по спектральным характеристикам — образцов вещества "ископаемых фрагментов Солнечной системы" у них не было. Теоретически частями астероидов могут быть некоторые метеориты. Но, во-первых, определить, от каких космических тел эти куски откололись, невозможно, а во-вторых, нельзя исключить попадание в них земного материала. А это принципиально важно, например, чтобы понять происхождение сложных органических соединений, которые порой находят в метеоритах.
В июне 2010-го аппарат "Хаябуса" Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) доставил на Землю грунт с поверхности астероида Итокава. Там было около полутора тысяч микрозерен оливина, пироксенов и плагиоклазов — типичных минералов из группы силикатов, характерных для малых тел S-класса. S-астероиды, названные так из-за высокого содержания кремния, сформировались относительно недавно и находятся во внутренней части Солнечной системы, что делает их легкой мишенью.
Миссия "Хаябуса-2" амбициознее. Задача — получить образцы углистых астероидов спектрального класса С, к которым относится большинство малых тел Солнечной системы. Они сформировались далеко от Солнца и, по мнению ученых, сохранили примитивный протопланетный материал. Но эти тела чрезвычайно сложно изучать с помощью спектральных методов, поскольку из-за удаленности они слишком темные.
Аппарат "Хаябуса-2" направили к астероиду Рюгу диаметром около 900 метров. До него 340 миллионов километров, однако он пересекает орбиту Земли. Кроме того, дистанционное зондирование показало, что Рюгу может содержать органическое вещество и воду на поверхности или в структуре минералов.
В 2019-м зонд добрался до астероида и взял пробы с поверхности и из подповерхностных слоев (по Рюгу выстрелили медной болванкой и собрали в кратере мелкие обломки). В декабре 2020-го аппарат вернулся на Землю. Ученые получили 5,4 грамма вещества: в 50 раз больше, чем ожидали. Полгода готовили образцы и летом 2021-го приступили к их изучению. Предварительные результаты опубликовали в журналах Science и Proceedings of the Japan Academy.
Прежде всего ученые установили, что по химическому составу астероид Рюгу соответствует хондритам типа СI — самым древним из известных, образовавшихся еще до формирования основных планет Солнечной системы. Из более чем 70 тысяч найденных на Земле метеоритов только девять относятся к этому типу.
Изотопные соотношения кислорода, кальция и хрома позволяют предположить, что материал Рюгу даже древнее, чем в имеющихся хондритах СI, так как на него меньше воздействовала протосолнечная термическая активность.
"Хондриты CI наиболее вероятные представители облака молекулярной пыли, которое коллапсировало, образуя Солнечную систему 4567 миллионов лет назад. Они обычно содержат органические молекулы и воду — два основных ингредиента белков, необходимых для жизни. Но репрезентативные метеориты CI чрезвычайно редки, а также подвержены земному загрязнению и изменениям в результате взаимодействия с нашей богатой кислородом и водой атмосферой. Таким образом, образец Рюгу дает нам уникальную возможность взглянуть на то, что представляет собой первичный протопланетный материал", — рассказал профессор Тревор Айрленд из Исследовательской школы наук о Земле Австралийского национального университета.
Астероид, архивное фото - Sputnik Армения, 1920, 09.06.2022
Астробиология на марше: на астероиде обнаружены аминокислоты
Японские ученые выявили в образцах с Рюгу следы воды. Частицы грунта сложены пористым мелкозернистым агрегатом листовых силикатов — глинистых минералов, содержащих воду — с отдельными вкраплениями кристаллов карбонатов, сульфидов и оксидов железа. Изотопные характеристики марганца и хрома в магнетите (оксид железа) и доломите (карбонат кальция и магния) указывают на то, что эти минералы также формировались в водной среде.
Более 40 процентов объема частиц — это поры, которые когда-то были заполнены водой в твердом или жидком состоянии. Судя по минеральному составу и структуре частиц, порода не раз подвергалась замораживанию и оттаиванию. Первичным источником тепла при этом выступали процессы радиоактивного распада в недрах небольшого планетоподобного тела. Такие тела, называемые планетезималями, формировались при слипании космической пыли, содержащей водяной лед. Это происходило в первые два-пять миллионов лет после образования Солнечной системы.
Для нагрева в результате радиоактивного распада до образования жидкой воды необходимо, чтобы размер протопланеты был не менее нескольких десятков километров. Поэтому исследователи уверены, что астероид Рюгу — часть более крупного тела, которое со временем охладилось и снова замерзло.

Бывшая комета

Считается, что каменно-ледяные кометы — это осколки планетезималей. Не исключено, что астероид Рюгу когда-то был кометой. Численное моделирование показывает, что при миграции из холодной внешней зоны Солнечной системы во внутреннюю водяной лед кометы выпаривается, а ядро в процессе вращения уплотняется, приобретая вид пористого агрегата силикатных минералов. Часть водяного пара, поднимающегося из ядра, может конденсироваться на поверхности, что приводит к образованию водных минералов.
Гипотеза о бывшей комете подтверждается тем, что, во-первых, у Рюгу форма волчка. Во-вторых, его вещество не монолит, а отдельные частицы и кристаллы, как бы слипшиеся под действием силы тяжести. И в-третьих, в них очень много органики. А ледяные кометы часто содержат органику, образовавшуюся в межзвездной среде.

Путь внеземной органики

Геохимический анализ выявил в пробах полициклические ароматические углеводороды, похожие на земную нефть, различные соединения азота, а также многочисленные пребиотические органические соединения, в том числе два десятка аминокислот: тех же, что в белках каждого живого организма на Земле.
Судя по изотопному составу, примитивные органические вещества уже содержались в межзвездной пыли, из которой формировалось протопланетное облако на месте Солнечной системы. Слипаясь, эта пыль образовала планетезимали. В результате водных реакций на их поверхности возникли более сложные соединения типа аминокислот.
После распада одной из планетезималей ее фрагмент несколько тысяч лет провел на окраине протопланетного облака в виде кометы, а затем переместился во внутренний пояс астероидов, где Солнце испарило его лед. В итоге появился нынешний астероид Рюгу.
Возможно, похожая судьба была у другого околоземного астероида — Бенну. В октябре 2020-го американский аппарат OSIRIS-REx взял пробу его грунта. Возвращение на Землю запланировано на сентябрь 2023-го.
Если образцы Бенну по структуре и составу окажутся аналогичными, можно будет сказать, что есть целый класс переходных объектов, образовавшихся на окраине нашего протопланетного облака, как каменисто-ледяные кометы и превратившихся после миграции к Солнцу в астероиды. По одной из гипотез, именно эти кометы-астероиды занесли с окраин Солнечной системы на Землю сложные органические соединения, давшие начало жизни.
Лента новостей
0