Ученые впервые получили возможность изучить образцы грунта астероида после того, как зонд Hayabusa вернул их на Землю. Анализ этих крупиц земли, помещенный в специальном выпуске журнала Science, подтвердил давнюю гипотезу о том, что большая часть земных метеоритов происходит из небольших каменных астероидов типа S. Наиболее распространенные метеориты называют хондритами, они составляют почти 86% общего числа астероидов. Эти объекты – одни из самых примитивных в Солнечной системе, но они хранят «память» о ее ранних этапах развития.
Зонд Hayabusa был запущен JAXA в 2003 году для забора образцов грунта околоземного астероида 25143 Итокава. Аппарат достиг цели через два года полета и в ноябре 2005 года совершил две посадки на его поверхность. К сожалению, основное устройство для забора грунта вышло из строя, но при помощи запасного удалось собрать его небольшое количество. Зонд вернулся на Землю в июне 2010 года, приземлившись на юге Австралии.
«Наш журнал с большой радостью представляет это важное физическое открытие, – говорит Брукс Хансон, заместитель редактора журнала по физическим наукам. – Первые образцы грунта, собранные вне Земли, были с Луны, и их анализ впервые был опубликован в Science. Новые образцы, наряду с образцами хвоста кометы и солнечного ветра, поменяли наше представление о Земле и Солнечной системе, и они все еще приносят новые открытия. Образцы, собранные зондом Hayabusa – первые с астероида. Они не только дают ценные сведения о самом астероиде Итокава, но также позволяют провести другие исследования, используя при этом образцы с других тел».
Но видимый спектр этих астероидов никогда полностью не совпадал со спектром хондритов, и это подрывало доверие к этой теории. Единственной возможностью ее подтверждения было прямое сравнение хондритов и образцов грунта астероида.
Анализом грунта занималась группа японских и американских ученых, руководимая Томоки Накамурой из Университета Тохоку. Ученые использовали электронные микроскопы и рентгеновскую дифракцию для анализа химического состава частичек пыли с астероида Итокава.
«Наше исследование показывает, что каменные частички, полученные на астероиде типа S, идентичны обыкновенным хондритам, что подтверждает предположение о том, что астероиды – очень простые тела», – говорит Накамура.
Кроме того, ученые установили, что астероид Итокава прошел через несколько ударных и термических воздействий, что говорит о его происхождении из нескольких фрагментов более крупного астероида.
Другая группа ученых из Японии, США и Австралии под руководством Мицуру Ебихары из Токийского столичного университета вскрыла несколько кусочков с астероида для анализа его минерального состава. Оказалось, что в них содержались примитивные элементы, характерные для ранних этапов жизни Солнечной системы. Теперь этот состав может быть сравнен с составом земных метеоритов, а также может быть установлена корреляция между видимыми спектральными характеристиками и реальным составом астероидов.
Третья международная группа под руководством Акиры Цучиямы из Университета Осаки провела исследование трехмерной структуры образцов. Поскольку только с Луны Аполлонами и лунниками были доставлены подходящие для аналогичного анализа материалы, ученые провели сравнение двух типов образцов.
«Хорошей стороной этого анализа является то, что мы можем получить огромное количество информации из таких маленьких образцов, – говорит Майкл Золенски из Космического центра имени Джонсона, соавтор исследования. – Когда ученые анализировали первые образцы лунного грунта, им были нужны куски по килограмму. Но за 40 лет были разработаны новые методы анализа. Теперь мы можем получить всю информацию об Итокаве, имея всего несколько нанограмм его пыли».
Согласно результатам исследования, камни Итокавы подверглись эрозии и ударам с другими телами, тогда как камни Луны, проведшие больше времени под солнечным ветром, претерпели более значительные химические изменения.
По мнению Такааки Ногучи и его коллег, химическое различие между лунным и астероидным грунтом является причиной безуспешных попыток астрономов доказать, что хондриты являются кусками астероидов типа S.
«Космические погодные воздействия – это взаимодействие между поверхностью тела, не имеющего атмосферы, например, астероида или Луны, и частиц в космосе, – говорит Ногучи. – Когда эти частицы, например в солнечном ветре, попадают на объект, они конденсируются на его поверхности. Такие вкрапления инородных частиц могут сильно изменять спектр объекта, если он наблюдается с Земли».
Но теперь вместо того, чтобы использовать лунные образцы для оценки влияния погоды на астероид или проводить дальние измерения, ученые могут изучить сам астероид.
Еще две группы ученых установили, как долго исследуемый материал находился на поверхности Итокавы и нашли прямую связь между содержанием изотопов кислорода в хондритах и астероидах.
Оказалось, что собранная с поверхности Итокавы пыль находилась там менее 8 миллионов лет.
«Эта пыль с поверхности Итокавы станет для астрономов своего рода Розеттским камнем, – говорит Золенски. – Теперь, когда мы знаем химический состав астероида, мы можем сравнить его с метеоритами, упавшими на Землю и определить, откуда взялись хондриты».
По материалам
