Анализ образцов астероида Рюгу позволил установить его возраст и примерный регион происхождения в космическом пространстве. Исследования показывают, что, хотя сегодня он классифицируется как околоземный объект, его путешествие во внутреннюю Солнечную систему началось миллиарды лет назад и во многих миллионах километров от Земли.

Источник изображения: JAXA

Известно, что подобные Рюгу астероиды состоят из материала, оставшегося после формирования Солнечной системы 4,5 млрд лет назад. Это означает, что их исследование позволяет оценить химический состав ранней Солнечной системы и понять, как формировались её «задворки». Рюгу в рамках миссии «Хаябуса-2» посетил аппарат Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA). В 2020 году он собрал образцы, которые сегодня изучаются командами учёных по всему миру. Исследования ведутся с помощью самых разных методик и инструментов.

Команда Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США использовала рентгеновское оборудование, для применения т. н. мессбауэровской спектроскопии, помогающей найти малейшие отличия при изучении каждой частицы. Исследования показали, что Рюгу сформировался во внешней Солнечной системе — его частицы отличаются от тех, которые формируются в небесных телах, находящихся вблизи Солнца. Кроме того, фрагменты пористые, что говорит о том, что ранее они содержали замёрзшую воду и лёд. Углекислый газ и вода могли существовать в твёрдой форме на расстоянии в 3-4 раза дальше от Солнца, чем находится от него Земля. Это свидетельствует о том, что тело, от которого откололся Рюгу, находилось как минимум на этом расстоянии, возможно, даже за орбитой Юпитера.

В отличие от небесных тел, естественным путём падающих на Землю и подвергающихся воздействию богатой кислородом атмосферы, частицы Рюгу доставлялись на планету в вакуумных контейнерах, поэтому сохранились в неизменном виде и не окислялись кислородом.

Источник изображения: JAXA

Изучение образцов показало, что химический состав идентичен тому, который характерен для некоторых метеоритов, попавших на Землю — углистых CI-хондритов, на Земле в руках учёных имеется всего девять подобных образцов. Использование спектроскопии позволило установить, что образцы также содержат большое количество пирротина — сульфида железа, отсутствующего в дюжине других образцов исследованных метеоритов.

Считается, что Рюгу сформировался при столкновении «родительского» объекта с другим небесным телом, и, как и следы льда, пирротин позволяет примерно установить, в каком регионе приблизительно находился астероид на момент столкновения. Исследования свидетельствуют, что основное тело сформировалось примерно через 2 млн лет после формирования Солнечной системы. Хотя «родительское» тело изначально состояло из множества материалов, включая замёрзшую воду и диоксид углерода, в последующие три миллиона лет лёд таял, после чего осталась гидратированная сердцевина и сравнительно сухая поверхность.

Примерно через миллиард лет родительское тело столкнулось с другим, которое отделило от него фрагменты, со временем объединившиеся в то, что теперь известно, как астероид Рюгу, мигрировавший во внутреннюю Солнечную систему.

Астероид Рюгу (Rygu, номер 162173) диаметром около 900 м вращается вокруг Солнца по вытянутой орбите между Землёй и Марсом. Иногда траектория его движения пересекается с земной орбитой. Углеродистый объект содержит материал из газопылевой туманности, миллиарды лет назад давшей жизнь Солнцу и планетам нашей звёздной системы. Недавно появились данные о результатах исследования проб, взятых с астероида японским зондом в 2019 году.

Источник: nature.com

В 2019 году зонд «Хаябуса-2» взял образцы грунта с поверхности Рюгу, а 6 декабря 2020 года они были доставлены на Землю, где подверглись анализу без доступа земной атмосферы. По словам учёных образцы представляют собой одни из самых древних фрагментов материалов, когда-либо изучавшихся в земных лабораториях. Точный возраст материалов не удаётся назвать до сих пор.

Всего зондом были получены 5,4 г образцов, размер крупнейших фрагментов — около 8 мм в поперечнике, самые мелкие меньше 1 мм. Учёные исследовали материалы с помощью микроскопа, их адсорбирующую способность, способность отражать свет с разными длинами волн видимой и инфракрасной частей спектра.

Утверждается, что частицы астероида отражают только 2-3 % падающего на них света. При этом плотность материала ниже, чем у известных углеродистых метеоритов. Камни очень пористые — между фрагментами в астероиде имеются немало «карманов» или полостей, способных пропускать газ или воду.

Источник: nature.com

С помощью гиперспектральной микроскопии с помощью видимого и инфракрасного света установлены цвет, структура и химический состав материалов. Выяснилось, что образцы состоят из «гидратированной матрицы», включающей материалы вроде глины и компонентов на основе углерода. По некоторым свойствам материалы похожи на углеродистые хондриты — класс углеродистых метеоритов, по некоторым — заметно отличаются от них.

Взятые с Рюгу образцы — одни из самых тёмных, когда-либо исследовавшихся в земных лабораториях, остаётся выяснить, что это означает в контексте формирования и эволюции материала. Кроме того, обнаружены следы богатых аммиаком компонентов, которые могут пролить некоторый свет на происхождение Рюгу и способствовать пониманию первоначальной материи в принципе.

Исследования помогут узнать больше о ранних этапах формирования солнечной системы, но на раскрытие всех секретов астероида уйдёт ещё немало времени. В будущем предстоит сделать многочисленные химические анализы, которые, например, помогут узнать хронологию формирования объекта. Кроме того, оценка органических компонентов и минералов поможет получить информацию о том, как формировалось «тело» Рюгу, а также другие, имеющие важнейшее значение для учёных данные.