В 2019 году Японское агентство аэрокосмических исследований отправило космический корабль «Хаябуса-2» к Рюгу — астероиду на околоземной орбите, состоящему из скалистых фрагментов, происходящих от более крупного родительского тела.
Образцы, доставленные на Землю, содержали химические соединения, указывающие на наличие воды. Вода на астероиде, действуя при температурах до 150°C, привела к образованию новых минералов на его поверхности, таких как филлосиликаты, карбонаты, сульфиды и оксиды. Эти находки приближают ученых к тому, чтобы узнать, как появилась жизнь на Земле.
Исследователи хотели определить, когда и при каких условиях произошли эти изменения.
Совместные исследования 89 ученых из мировых университетов и исследовательских институтов посвящены формированию астероида и сосредоточены на двух конкретных соединениях: карбонате кальция (кальците) и карбонате кальция-магния (доломите), пишет Phys.org.
Источником углерода для этих карбонатов является монооксид углерода, диоксид углерода, метан и/или органическое вещество, которое могло образоваться в солнечной туманности — газовом облаке, из которого возникла Солнечная система.
Образцы были проверены с использованием специальных микроскопов, в результате чего были идентифицированы кристаллы как кальцита (размером <10 микрометров), так и доломита (размером в 10 микрометров), причем последний преобладал в сравнении.
Измерение разных версий атомов углерода и кислорода помогает узнать, какими были температура и количество кислорода вокруг, когда минерал образовался. В этом случае значения измерений были разные и гораздо больше, чем у обычного кальцита на Земле. И наоборот, измерения доломита были более ограниченными.
Исследователи пришли к выводу, что сперва на астероиде образовался кальцит при разных температурах и количестве кислорода, а затем доломит появился в более ограниченных условиях, с высоким содержанием углекислого газа и температурой около 37 ± 10°C. Эти открытия уникальны для астероидов Рюгу и Ивуну и не были обнаружены в других метеоритах с водой до сих пор.
Предполагается, что большая вариация изотопов кислорода в кристаллах кальцита частично является результатом широкого диапазона от 0 до 150 °C. Но дело не только в этом, поскольку в противном случае можно было бы ожидать, что изотопы углерода будут демонстрировать положительную корреляцию, которой нет.
Соотношение разных версий атомов кислорода было выше. Однако позднее, когда астероид взаимодействовал с водой, это соотношение стало меньше, потому что образовалось больше кристаллов благодаря взаимодействию воды с горной породой. Различия между составами кристаллов кальцита и доломита объясняются тем, что первый кристаллизовался из менее измененных веществ по сравнению с вторым. В случае доломита, кальций легче вымывался из породы, чем магний.
Ученые рассматривали несколько причин изменчивости изотопов углерода, но отбросили часть из них и пришли к выводу, что эта изменчивость вызвана переменами в кислороде и водороде, которые могут влиять на процессы образования углекислого газа, метана и других веществ, из которых получается углерод для кристаллов.
Главную роль здесь сыграл процесс окисления железа в породах под воздействием воды. Этот процесс измеряется через выделение водорода из воды. Гипотеза подтверждается тем, что, по наблюдениям, содержание железа в метеоритах увеличивается по мере постепенных изменений.
Исследовательская группа предполагает, что тело-родитель метеорита Рюгу образовалось в холодной окраине солнечной туманности.
Посмотрите на образцы грунта, принадлежащего астероиду. Их доставил на Землю японский космический аппарат «Хаябуса-2»
