Грунт астероида Рюгу оказался схож по составу с углистыми хондритами

Команда межпланетной станции «Хаябуса-2» опубликовала новые результаты анализа образцов грунта астероида Рюгу, доставленных на Землю. Оказалось, что минералогический и химический состав вещества астероида схож с метеоритами типа CI-хондритов, которые подвергались воздействию жидкой воды в родительском теле астероида. В дальнейшем родительское тело было разрушено, потеряв большую часть воды, а из обломков сформировался современный астероид Рюгу. Статья опубликована в журнале Science.

Исследования метеоритов, попадающих на Землю, важны для понимания свойств их родительских астероидов. Большую роль в установлении связи между метеоритами и астероидами играют данные автоматических аппаратов, а также лабораторные исследования добытого ими грунта астероидов. В частности, станция «Хаябуса» и добытое ей вещество астероида Итокава помогли установить, что астероиды S-типа состоят из вещества, соответствующего обычным хондритовым метеоритам. 

Целью для «Хаябусы-2» стал околоземный астероид Рюгу, в декабре 2020 года станция доставила к Земле две пробы его грунта, общей массой 5,4 грамма. Задачей аппарата было установление взаимосвязи между астероидами C-типа и углеродистыми хондритовыми метеоритами. Данные наблюдений за Рюгу помогли определить, что он темнее любого типа метеоритов и содержит филлосиликаты. В целом, углеродистые хондриты могут считаться аналогами Рюгу, однако чтобы объяснить наблюдаемые различия в свойствах астероида и метеоритов необходимы дополнительные результаты лабораторного анализа привезенных на Землю образцов грунта астероида.

Группа планетологов во главе с Тецуя Ёкояма (Tetsuya Yokoyama) из Токийского технологического института опубликовала результаты исследований петрографии, изотопного, минерального и химического состава 95 миллиграммов пород Рюгу при помощи методов сканирующей электронной микроскопии, масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, масс-спектрометрии вторичных ионов, термоионизационной масс-спектрометрии, изотопной масс-спектрометрии с лазерной абляцией и фторированием и рентгенофлуоресцентного анализа. В работе изучались образцы A0107, A0040, A0058, A0094, собранные с поверхности Рюгу, и C0108, взятый из приповерхностной области астероида.

Образцы Рюгу представляют собой смесь, состоящую из мелких зерен филлосиликатных минералов (преимущественно серпентина и сапонита), и более крупных зерен, в которых преобладают карбонаты (доломит, брейнерит, кальцит), магнетит и сульфиды (пирротин, пентландит, кубанит). В веществе астероида не было найдено включений, богатых кальцием и алюминием (CAI-включения), или хондр, характерных для большинства хондритовых метеоритов. Безводные силикаты, такие как оливин и пироксен, обычны в хондритах, но очень редко встречаются в образцах Рюгу, где представлены зернами размером менее 10 микрометров в поперечнике. Зерен металлов обнаружено не было. 

Ученые не обнаружили систематических различий в химическом составе между образцами из двух разных областей забора грунта, были найдены лишь различия, которые, скорее всего, связаны с неоднородностью самих образцов в малых масштабах. Высокое содержание летучих элементов в образцах Рюгу указывает на то, что астероид близок к метеоритам типа Cl-хондритов, однако содержание водорода и кислорода в образцах Рюгу сильно снижено по сравнению с Cl-хондритами, что может интерпретироваться как результат обезвоживания за счет нагрева. Массовые соотношения изотопов титана и хрома для образцов Рюгу, аналогичны значениям для CB и CI-хондритов. Однако сульфаты и ферригидрит, обычно наблюдаемые в CI-хондритах, в исследованных образцах Рюгу не были обнаружены.

В целом, петрология и минералогия вещества астероида больше всего напоминает группу хондритовых метеоритов типа CI-хондритов, представителем которых является метеорит Ивуна. Предполагается, что первичные минералы в Рюгу подверглись воздействию жидкой воды в теле астероида при температуре около 37 градусов. Это произошло через 5,2 миллиона лет после того, как в Солнечной системе образовались первые твердые тела (CAI-включения). В дальнейшем большая часть воды была потеряна, скорее всего, после разрушения родительского тела и образования современного Рюгу в виде «кучи щебня». Само же родительское тело Рюгу, вероятно, было тесно связано с родительским телом (или телами) CI-хондритов, и сформировалось через 2–4 миллиона лет после образования Солнечной системы из обезвоженной пыли и льда. 

Ранее мы рассказывали о том, как ученые не нашли различий между реголитом и грунтом астероида Рюгу и выявили его необычно высокую пористость.

Александр Войтюк