Надіслані станцією «Хаябуса-2» зразки ґрунту з астероїда Рюгу виявилися пористими, темними, бідними на хондри, але багатими на водовмісні сполуки і органічні речовини. Результати попереднього аналізу 5,4 грама привезеного з космосу ґрунту опубліковані у двох статтях у журналі Nature Astronomy (1, 2). Згідно з ними, у лабораторію потрапили чи не найбільш первісні матеріали, привезені з космосу, які допоможуть уточнити моделі еволюції Сонячної системи.
Зразки ґрунту Рюгу під мікроскопом з груп «A» (a,b,c) та «C» (d,e,f). Toru Yada et al. / Nature Astronomy, 2021
Що японці дістали з космосу?
6 грудня 2020 року у безлюдній частині Австралії впала капсула діаметром близько 40 сантиметрів з ґрунтом. Відстань приблизно у 300 мільйонів кілометрів подолали зразки навколоземного астероїда Рюгу, які дістала японська міжпланетна станція «Хаябуса-2». Для цього вона створила 10-метровий штучний кратер на одному з найтемніших небесних тіл Сонячної системи. Астероїд Рюгу — четверне позаземне тіло, зразкам з яких вдалося потрапити у земні лабораторії.
Всього на Землю потрапило 5,4 грама хімічно і фізично незайманого ґрунту, який інакше просто згорів би в атмосфері нашої планети. Проби з Рюгу необхідні планетологам, щоб збереглися на астероїді органічні сполуки та вода, які допоможуть розібратися у ранніх етапах формування Сонячної системи. Зразки поділили по 3,23 і 2,025 грама. Перша частина «А» містить зразки з поверхні Рюгу, а друга, «С» — з підповерхневого шару, до якого докопався модуль станції, утворивши кратер.
Остання має бути вільною від космічного випромінювання та зберегти у собі первісний матеріал астероїда. У цей час верхній шар знаходиться під впливом інсоляції, радіації, температурних циклів та мікрометеоритних ударів.
Що знайшли у зразках?
До рук вченим потрапили зразки, де розмір частинок ґрунту коливалися від восьми міліметрів у діаметрі до дрібного субміліметрового пилу, хоча у зібраних з підповерхневого шару астероїда переважали частинки розміром понад три міліметри. За оцінками їхньої насипної щільності, Рюгу є надзвичайно пористим тілом. Вона склала 1 282 кілограми на кубічний метр, що набагато менше, ніж у подібних Рюгу метеоритів типу CI-хондритів і метеорита з озера Тагіш (Tagish Lake), який був найбільш пористим метеоритом, коли-небудь знайденим на Землі.
Цікаво, що здійснені на Землі оцінки виявилися більшими за оцінену дистанційно насипну щільність Рюгу повністю — вона складає 1190 кілограмів на кубічний метр. Таким чином привезені зразки мають низьку щільність та високу мікропористість (близько 46 відсотків), чого досі не зустрічали у метеоритах.
Наступним етапом було спектроскопічне дослідження зразків в оптичному та інфрачервоному діапазонах. Відбивна здатність зразків виявилася невеликою, що не суперечить дослідженням Рюгу загалом, а також вказує на велику кількість вуглецю та гідроксильної групи OH — залишки батьківського тіла астероїда, яке могло піддаватися впливу води. Такий склад збігається з відсутністю хондр та багатих на кальцій та алюміній сполук. Вчені дійшли висновку, що Рюгу більше схожий на CI-хондрити, ніж на будь-який інший тип метеоритів, хоча і має нижче альбедо за високої пористості і крихкості.
Спектри ґрунту із високим вмістом OH(a) та NH(b) Cédric Pilorget et al. / Nature Astronomy, 2021
Французький мікроскоп MicrOmega, з яким працювали автори другої статті з університету Париж-Сакле, вказав на багаті залізом карбонати, сполуки з високим вмістом OH, CH та NH і багаті азотом органічні речовини. Цей аналіз показує, що «Хаябуса-2» привезла на Землю репрезентативні і, що головне, не пошкоджені зовнішнім впливом зразки. Вони найкраще зберегли мінералогічні та молекулярні фази, сформовані на ранніх етапах еволюції Сонячної системи. Зразки є унікально цінною колекцією, яка може сприяти перегляду теорій походження та еволюції Сонячної системи, повідомляють вчені.
Велике карбонатне зерно у зразку. Cédric Pilorget et al. / Nature Astronomy, 2021
Також раніше ми розповідали про аналіз знімків Рюгу, зроблених «Хаябуса-2», де у валунах астрономи вгледіли сліди батьківського тіла астероїда. Ним може бути пара астероїдів з сім’ї Ніси, які зіткнулися кілька десятків мільйонів років тому.