Ученые опубликовали первый анализ камней, собранных с астероида Рюгу

Credit: JAXA, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Aizu, AIST

После шестилетнего путешествия отважный космический аппарат под названием Hayabusa2 в конце 2020 года вернулся в атмосферу Земли и приземлился в австралийской глубинке. Когда исследователи из японского космического агентства JAXA открыли его, они обнаружили, что его ценный груз запечатан и цел: горсть, которую Hayabusa2 удалось зачерпнуть с поверхности летящего на большой скорости астероида.

Сейчас ученые начали объявлять первые результаты анализа этих необычных образцов. То, что они обнаружили, позволяет предположить, что этот астероид является частью того же материала, из которого четыре с половиной миллиарда лет назад сформировалось наше Солнце.

“Ранее у нас было всего несколько таких камней для изучения, и все они были метеоритами, которые упали на Землю и хранились в музеях десятилетиями и столетиями, что изменило их состав”, – сказал геохимик Николя Дофас, один из трех исследователей Чикагского университета, который работал с международной группой ученых под руководством Японии над анализом фрагментов. “Получить нетронутые образцы из космоса просто невероятно. Это свидетели из тех частей Солнечной системы, которые мы еще не исследовали”.

“Это впечатляет”

В 2018 году “Хаябуса2” приземлился на движущийся астероид Рюгу и собрал частицы на и под его поверхностью. Проведя полтора года на орбите астероида, он вернулся на Землю с герметичной капсулой, содержащей около пяти граммов пыли и камней. Ученые всего мира с нетерпением ждали уникальный образец, который может помочь пересмотреть наше понимание того, как развиваются планеты и как сформировалась наша Солнечная система.

Ученые особенно взволнованы тем, что эти частицы никогда бы не попали на Землю без защитного барьера космического корабля.

“Обычно мы изучаем только те части астероидов, которые достаточно велики, чтобы попасть на Землю в виде метеоритов”, – говорит геохимик из Университета Чикаго Эндрю М. Дэвис, еще один член аналитической группы. “Если бы вы взяли эту горсть и бросили ее в атмосферу, она бы сгорела. Вы бы потеряли ее, а вместе с ним и множество свидетельств об истории этого астероида”.

“У нас еще не было такого образца. Это впечатляет”.

Дэвис, Дауфас и коллега из Университета Чикаго Рейка Йокочи входят в состав команды, собранной для того, чтобы помочь японским исследователям проанализировать образцы. Каждая часть содержимого капсулы подвергается тщательному изучению. Йокочи входит в команду, которая анализирует газы, попавшие в капсулу или в образцы. Дауфас и Дэвис изучают химический и изотопный составы зерен, чтобы выявить их историю.

Первая подборка этих результатов, о которой сообщается в журнале Science 9 июня, раскрывает состав Рюгу.

Эта порода похожа на класс метеоритов, известных как “углеродистые хондриты типа Ivuna”.

Эти породы имеют химический состав, схожий с тем, который мы фиксируем на Солнце, и, как полагают, относятся к самому началу существования Солнечной системы примерно четыре с половиной миллиарда лет назад – до образования Солнца, Луны и Земли.

Тогда все, что существовало, было гигантским вращающимся облаком газа. Ученые считают, что большая часть этого газа была втянута в центр и образовала звезду, которую мы знаем как Солнце. Когда остатки этого газа расширились в диск и остыли, они превратились в камни, которые и сегодня плавают вокруг Солнечной системы; похоже, что Рюгу может быть одним из них.

По словам ученых, на фрагментах видны следы того, что они когда-то были пропитаны водой. “Нужно представить себе плавающий в космосе агрегат льда и пыли, который превратился в гигантский грязевой шар, когда лед был растоплен ядерной энергией от распада радиоактивных элементов, которые присутствовали в астероиде в момент его формирования”, – сказал Дауфас. Но удивительно, что сегодня сама порода кажется относительно сухой.

Используя радиоизотопное датирование, они подсчитали, что Рюгу был изменен циркуляцией воды только примерно через пять миллионов лет после образования Солнечной системы.

Эти результаты особенно интересны для исследователей, поскольку они намекают на схожие условия формирования комет и некоторых астероидов, таких как Рюгу.

“Изучая эти образцы, мы можем определить температуру и условия, которые должны были иметь место во время их жизни, и попытаться понять, что произошло”, – объяснила Йокочи.

Она сравнила этот процесс с попыткой выяснить, как готовился суп, но только с конечным результатом, а не с рецептом: “Мы можем взять суп, разделить ингредиенты и по их состоянию попытаться определить, насколько они были нагреты и в каком порядке”.

Ученые отметили, что часть находки будет отложена, чтобы в будущем мы могли проанализировать ее с помощью более совершенных технологий – так же, как это было сделано с лунными образцами с “Аполлона”.

После того как 50 лет назад мы получили лунные образцы с “Аполлона”, наши представления о том, как формировалась Луна, полностью изменились”, – сказал Дэвис. Мы до сих пор узнаем из них что-то новое, потому что наши приборы и технологии усовершенствовались”.

“То же самое будет и с этими образцами. Это подарок, который продолжает дарить”.

Эта миссия – первая из нескольких международных миссий, которые привезут образцы с другого астероида под названием Бенну, а также неизученные области на нашей Луне, Марсе и марсианской луне Фобос. Все это должно произойти в ближайшие 10-20 лет.

“Это было очень мало замечено общественностью и некоторыми лицами, принимающими решения, но мы вступаем в новую эру исследования планет, которая является беспрецедентной в истории”, – сказал Дауфас. “Наши дети и внуки, посещая музеи, будут видеть возвращенные фрагменты астероидов, Марса и, надеюсь, других планет”.