Они возникли менее чем через два миллиона лет после старта рождения Солнечной системы
Планетологи определили, что родительские тела астероида Рюгу и метеорита Ивуна образовались спустя менее чем через два миллиона лет после рождения в протосолнечном диске первых твердых частиц. Тела могут быть одним из древнейших типов планетезималей, возникших до образования родительских тел многих хондритных метеоритов. Статья опубликована в журнале Science.
Небольшой околоземный астероид (162173) Рюгу — один из трех астероидов, с которых на Землю доставлены образцы грунта при помощи автоматических аппаратов. Анализ этих образцов в лабораторных условиях позволяет узнать гораздо больше о механизмах формирования Солнечной системы или о том, какую роль малые тела сыграли в зарождении жизни на Земле, чем исследования метеоритов или дистанционные наблюдения за астероидами или кометами.
Рюгу представляет собой «кучу щебня» — такие тела образуются в результате повторной аккреции фрагментов более крупных астероидов или планетезималей, разрушенных при столкновении. Вещество Рюгу похоже на вещество углеродистых метеоритов типа Cl-хондритов, таких как Ивуна. Интересно, что в отличие от других разновидностей углистых хондритов, в составе этих тел не наблюдается хондр — сферических включений миллиметрового размера, которые были каплями расплава в протосолнечном диске и быстро остыли. Это говорит о том, что родительские тела Рюгу и CI-хондритов и родительские тела других углеродистых астероидов или метеоритов образовывались в разное время или в разных областях протосолнечного диска.
Группа планетологов во главе с Нориюки Кавасаки (Noriyuki Kawasaki) из Университета Хоккайдо решила лучше разобраться во времени формирования родительских тел Рюгу и Cl-метеоритов. Они исследовали методами электронной микроскопии, рентгеноспектрального микроанализа и масс-спектрометрии вторичных ионов образцы Рюгу A0058 (собран с поверхности астероида) и C0002 (взят из приповерхностной области астероида) и фрагмент метеорита Ивуна.
Изотопное датирование вещества углистых метеоритов можно проводить, исследуя хондры в их составе. В случае, если хондр нет, можно использовать марганец-хромовый метод для карбонатов, возникших в родительских телах, содержавших жидкую воду. Однако в предыдущих исследованиях оценки возраста доломитов с Рюгу различались примерно на пять миллионов лет даже при использовании одних и тех же методов измерений — из-за разных стандартов калибровки. Ученые, чтобы этого избежать, использовали синтетический стандарт доломита с однородным соотношением марганца к хрому.
Вещество A0058 состоит, в основном, из филлосиликатов, магнетита, пирротина и доломита, а образец C0002 содержит и крупные зерна брейнерита. Это указывает на то, что вещество Рюгу подвергалось различным изменениям в присутствии жидкой воды. Образец Ивуны похож на образцы с Рюгу. В веществе C0002 и Ивуны исследователям удалось найти включения магнетита, которые находились в состоянии изотопного равновесия по кислороду к окружающему их доломиту в момент образования из жидкой фазы. Таким образом, они возникли почти одновременно, что позволяет рассчитать температуры осаждения: 92 градуса (для Рюгу) и 76 градусов (для Ивуны) по Цельсию.
Для доломитов из образцов A0058 и C0002 рассчитанные двумя методами примерные возрасты возникновения составляют 4,05 или 5 и 1,95 или 2,91 миллиона лет с момента образования включений, богатых кальцием и алюминием — самых древних твердых частиц, возникавших в протосолнечном диске. Для доломитов из метеорита Ивуны возраст составляет 2,87 или 3,83 миллиона лет с момента образования включений, богатых кальцием и алюминием.
Исследователи построили примерную модель эволюции родительского тела Рюгу или Ивуны, которая соответствовала бы этим данным. Согласно ей уже примерно через миллион лет после возникновения включений, богатых кальцием и алюминием, в протосолнечном диске образовалась путем быстрой аккреции планетезималь радиусом около 20 километров и соотношением массы воды к массе горных пород около 0,9. В такой ситуации внутри подобного тела возникают благоприятные условия для формирования наблюдаемых доломитов. Кроме того, не исключается, что у Рюгу и у метеорита Ивуна было одно и тоже родительское тело, однако это нужно доказать. Отсутствие хондр в веществе Рюгу и Ивуны объясняется тем, что эти частицы возникали в протосолнечном диске спустя более чем через три миллиона лет лет после формирования включений, богатых кальцием и алюминием, и попали в состав следующего поколения планетезималей.
А еще в веществе Рюгу находили досолнечные зерна — частицы вещества звезд, погибших до формирования Солнечной системы.