Получены новые данные о формировании и эволюции углеродистого астероида Рюгу и его родительского тела

Органические вещества, водосодержащие минералы и эффекты космического выветривания

Японская миссия Hayabusa 2, запущенная в 2014 году, достигла астероида 162173 Ryugu в июне 2018 года. В течение 15 месяцев миссия изучала астероид, используя небольшие роверы и посадочный модуль, прежде чем собрать образец и доставить его на Землю в декабре 2020 года. Этот образец, весом всего 5,4 грамма, содержит часть самого древнего и неизмененного материала Солнечной системы, открывая окно в её самые ранние дни, около 4,6 миллиарда лет назад.

Для исследования образца учёные использовали усовершенствованный источник фотонов (APS) Аргоннской национальной лаборатории, который разгоняет фотоны почти до скорости света, испуская рентгеновские лучи. Эти рентгеновские лучи были использованы в специальной технике, называемой мёссбауэровской спектроскопией, для определения скорости окисления железа в образце Рюгу.

Рюгу — редкий тип астероида, классифицируемый как спектральный тип Cb, который обладает характеристиками как углеродистых астероидов типа C, так и астероидов типа B, более редкого типа углеродистых астероидов. Японское агентство аэрокосмических исследований выбрало Рюгу для своей миссии по отбору проб из-за его доступности, примитивного состава, богатого углеродом, и потенциала содержания органических химикатов, которые могут дать подсказки о ранней Солнечной системе.

Исследование 2022 года, опубликованное в журнале Science, под руководством Тетсуя Накамура из Университета Тохоку в Сендае, Япония, проанализировало 17 частиц Рюгу размером от 1 до ~8 мм. Исследователи обнаружили, что астероид богат органическими веществами и водосодержащими минералами, что свидетельствует о том, что в прошлом на нем было больше воды или водяного льда. Они также обнаружили эффекты космического выветривания на поверхности астероида и частицы солнечного ветра, захваченные его зернами.

В новом исследовании, используя APS и другие инструменты, учёные обнаружили включения воды, содержащей углекислый газ, в определённом типе фрагментов, что указывает на то, что родительское тело Рюгу образовалось во внешней солнечной системе. Большая концентрация пирротина, сульфида железа, который нигде не встречается во фрагментах метеорита, напоминающих Рюгу, также помогла ограничить местоположение и температуру родительского тела при его формировании.

Исследовательская группа утверждает, что родительское тело образовалось примерно через 1,8–2,9 миллиона лет после начала формирования Солнечной системы.

Родительское тело Рюгу, вероятно, образовалось за пределами снеговых линий H2O и CO2 и, возможно, за пределами Юпитера. Образцы пористые и мелкозернистые, что указывает на то, что родительский объект содержал лёд, который таял в течение длительного периода времени. Столкновение, которое раскололо родительский объект Рюгу, произошло около 1 миллиарда лет назад. Рюгу — это астероид, который образовался из скопления обломков, выбитых из его родительского тела.

Это исследование помогает нарисовать хронологию событий, связанных с родителем Рюгу и самим астероидом. Hayabusa 2 сейчас находится в расширенной миссии по посещению двух других астероидов, 98943 Torifune и 1998 KY26, в 2026 и 2031 годах соответственно. «Хаябуса-2» не будет исследовать ни один из этих астероидов, но наблюдения дополнят и без того впечатляющий вклад в понимание истории Солнечной системы.

Как отметил ведущий автор исследования Тетсуя Накамура, «Рюгу может ответить на некоторые вопросы, все из которых связаны с историей Солнечной системы. Структура и состав Рюгу, включая наличие воды и органического вещества, могут раскрыть подробности о том, как образовались планеты и астероиды, и как эти необходимые для жизни материалы могли быть доставлены на Землю».