В декабре 2020 года космический зонд «Хаябуса-2» доставил образцы с астероида Рюгу на Землю. С тех пор эти драгоценные несколько грамм грунта интенсивно исследуют, сначала в Японии, затем в других странах по всему миру. В Германии частицы космического странника проанализировали на изотопный состав в надежде понять его происхождение.
Рюгу — это околоземный астероид, движущийся вокруг Солнца, пересекая нашу орбиту, но без риска столкновения. Ученые полагают, что все такого рода тела произошли не во внутренних областях Солнечной системы, а мигрировали из пояса между Марсом и Юпитером. Зародились же они, вероятно, еще дальше. Проверить эту гипотезу взялись ученые из Института изучения Солнечной системы Макса Планка. Их экспериментальная работа «The Ni isotopic composition of Ryugu reveals a common accretion region for carbonaceous condrites» вышла в Science Advances.
Из предыдущих работ известно, что Рюгу по составу соответствует редкому типу углеродсодержащих хондритов — CI. Они названы в честь первой находки в Танзании в Ивуне. Известно всего девять метеоритов этой группы. Их состав близок к солнечному, считается, что это первичное вещество из внешних регионов нашей планетной системы.
«До сих пор мы полагали, что место рождения Рюгу — за пределами орбиты Сатурна», — пояснил Тим Хопп, соавтор работы, руководитель исследования состава образцов астероида.
В этот раз ученые впервые проанализировали соотношение изотопов никеля в образцах с Рюгу и из других углеродсодержащих хондритов. Подтвердилось сходство с CI-хондритами, которые выделяются высокими значениями трех изотопов никеля (60, 62, 64) на фоне остальных предстателей своей группы. Это поставило под сомнение их общее происхождение. В чем же дело?
В составе углеродсодержащих хондритов выделяют три фракции: округлые, миллиметрового размера вкрапления, более мелкие неправильной формы включения и вмещающую мелкозернистую матрицу. Неправильные фрагменты — это первичное вещество, округлые, богатые кремнием «хондры», образовались позднее.
В CI-хондритах больше мелкозернистой матрицы по сравнению с остальным семейством. Теперь выяснилось, что ключевое отличие — аномалии изотопов никеля.
«Процессы образования астероида Рюгу и CI-хондритов должно быть сильно отличались от того, как сформировались другие углеродсодержащие хондриты», — уточнил первый авто статьи Фридолин Шпицер.
Дело, по мнению планетологов, происходило так. Когда Солнечная система только образовалась, юная звезда в течение двух миллионов лет притягивала материал с окраин газопылевого диска во внутренние области, но на пути встал растущий Юпитер. Следующие пару миллионов лет за его орбитой накапливались особенно тяжелые и крупные куски, образуя углистые хондриты с многочисленными включениями. За это время оттуда испарился газ, что привело к аккумуляции первичной пыли и железо-никелевых зерен, обогативших новую партию астероидов — родительских для CI-хондритов. Получается, что Рюгу — это не экзотический странник, прибывший с окраин Солнечной системы, а скорее младший брат углистых хондритов, родившийся позже и несколько иначе.
Схема рождения углистых хондритов в Солнечной системе. Первые астероиды сформировались из пыли, хондрул, раннего конденсата и железо-никелевых зерен, копившихся за орбитой Юпитера. Спустя два миллиона лет в процессе фотоиспарения образовались CI-хондриты, в их составе особенно много железо-никелевых зерен