Новости химической науки > Метеориты – обломки старых астероидов

Новое исследование, которое можно назвать самым значительным достижением космохимии сегодняшнего дня, представляет собой впервые проведенный анализ пыли, собранной с поверхности астероида.

Результаты анализа подтверждают, что большая часть метеоритов, наиболее часто обнаруживаемых на Земле – обычных хондритов – обязана своим происхождением так называемым каменным астероидам или астероидам S-типа. Предположение об этом высказывалось уже давно, однако прямое экспериментальное доказательство было получено лишь теперь.

Космическая пыль – второй в истории образец материала, отобранного непосредственно с поверхности космического тела (первый – образец лунного грунта). Этот образец было отобран с поверхности астероида 25143 Итокава японским космическим зондом Хаябуса в 2005 году и доставлен на Землю около пяти лет назад. В настоящее время астероид, представляющий собой «веретено», длина которого составляет около полукилометра, а поперечное сечение – 300 метров, находится на расстоянии около 300 миллионов километров от Земли.

Зонд Хаябуса собрал образцы материала с поверхности астероида до возвращения на Землю. [Рисунок из Science, 2011, 333, 1113 (DOI: 10.1126/science.1207758)]

Серия статей, опубликованных японскими исследователями в журнале Science, описывает результаты детального анализа полутора тысяч крошечных частиц, размеры которых составляют от 3 до 180 мкм.

Томоки Накамура (Tomoki Nakamura) из Университета Тогоку отмечает, что одной из наиболее важных целей миссии Хаябуса был поиск доказательств того, что астероиды S-типа представляют собой примитивные объекты Солнечной системы, хранящие информацию о ранних этапах истории Солнечной системы. Он добавляет, что для решения этой задачи необходимо было доказать идентичность химического состава каменных астероидов и хондритов, поскольку уже известно, что хондриты представляют собой наиболее примитивное вещество в солнечной системе.

Исчерпывающий анализ минерального и химического состава образцов показал, что астероиды S-типа родственны обычным хондритам [1,2]. Одним из ключевых параметров был изотопное содержание кислорода в частицах, проведенное Хисаёси Юримото (Hisayoshi Yurimoto) из Университета Хоккайдо [3]. Было обнаружено, что соотношение различных изотопов кислорода в образцах астероидной пыли совпадает с соотношением изотопов кислорода, детектируемом в обычных хондритах – это является непосредственной иллюстрацией родственной связи между хондритами и их «родителями» - астероидами.

Анализ образцов с помощью метода активации нейтронами показал, что и в хондритах и в метеоритах наблюдается одинаковое соотношение железо/скандий и никель/кобальт [4]. Химические тесты также показали, каким образом поверхность астероида подвергается постоянной бомбардировке частицами с высокой энергии (такие частицы могут входить в состав солнечного ветра), в результате чего происходит постоянная эрозия безатмосферного космического тела [5].

Такая эрозия важна, поскольку она может обуславливать протекание ядерных реакций, обеспечивающих образование нуклидов благородных газов, как, например, изотопы гелия, неона и аргона. Такие нуклиды могут образовываться «под кожей» астероида, поэтому присутствие инертных газов в материале поверхности астероида указывает на то, что инертные газы перемещаются к поверхности, где затем отрываются и уходят в космическое пространство, при этом астероид постепенно сжимается [6]. Космическая эрозия также влияет на спектральные свойства астероида и отвечает за ряд детектировавшихся ранее аномалий, связанных с различием спектров астероидов и обнаруженных на Земле метеоритов-хондритов.

Типичное зерно пыли с астероида Итокава состоит главным образом из минерала оливина, в котором содержатся небольшие примеси плагиоклаза, пироксенов, троилита и таенита. [Рисунок из Science, 2011, 333, 1113 (DOI: 10.1126/science.1207758)]

Сара Рассел (Sara Russell), руководитель отдела метеоритной и космической минералогии Музей Естественной Истории (Лондон) заявляет, что результаты исследования космической пыли подтверждают высказывавшиеся ранее предположения специалистов по космологии. Ранее предполагалось, что большинство из 50000 известных метеоритов является осколками астероидов, однако полной уверенности в этом не было. Она добавляет, что каждый геолог должен знать о происхождении отобранных им образцов, а миссия Хаябуса – первая попытка подойти к космохимии с позиции «классической» геологии.

Источники: [1] Science, 2011, 333, 1113 (DOI: 10.1126/science.1207758); [2] Science, 2011, 333, 1125 (DOI: 10.1126/science.1207807); [3] Science, 2011, 333, 1116 (DOI: 10.1126/science.1207776); [4] Science, 2011, 333, 1119 (DOI: 10.1126/science.1207865); [5] Science, 2011, 333, 1121 (DOI: 10.1126/science.1207794); [6] Science, 2011, 333, 1128 (DOI: 10.1126/science.1207785)

метки статьи: #аналитическая химия, #геохимия, #космохимия, #неорганическая химия, #химическая эволюция