Исследование астероида Рюгу выявило минералы старше земных

В 2020 году автоматическая станция «Хаябуса-2» успешно доставила на Землю фрагменты с околоземного астероида Рюгу — первые нетронутые образцы углеродистого астероида. Их изучение в Национальном источнике синхротронного излучения II (NSLS-II) раскрыло новые детали состава и происхождения астероида. Это может помочь ответить на важные вопросы о том, как вода и органические вещества попали на раннюю Землю, сформировав строительные блоки жизни.

Миссия «Хаябуса-2» под руководством Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) стартовала в декабре 2014 года и совершила посадку на Рюгу в феврале 2019 года. Целью было получение образцов для понимания происхождения и эволюции примитивных, богатых органикой астероидов.

Рюгу, вероятно, образовался из более крупного протопланетного тела во внешней холодной части Солнечной системы. Его состав включал водяной и углекислотный лёд. Тело было слабо нагрето до почти 100 °C короткоживущими радиоактивными элементами, что растопило лёд и привело к взаимодействию жидкостей с исходными минералами и органикой. Эти процессы создали новые минералы, не встречающиеся на Земле, и катализировали образование сложных органических молекул, таких как аминокислоты. Всё это произошло около 4,7 миллиарда лет назад, и материал сохранился в космосе практически неизменным.

Исследовательская группа получила два крошечных образца астероида: одно зерно с поверхности и одно из подповерхностного слоя. В NSLS-II команда изучила их с помощью комбинации рентгеновских методов на двух станциях: X-ray Fluorescence Microprobe (XFM) и Tender Energy X-ray Absorption Spectroscopy (TES). Эти неинвазивные методы позволили изучить микрохимию образцов, не повреждая их.

Результаты показали, что зёрна астероида состоят из множества минералов и соединений, содержащих селен, марганец, железо, серу, фосфор, кремний и кальций. Например:

• Марганец присутствовал в форме марганецсодержащих доломита и анкерита.
• Железо — в виде сульфидного минерала пирротина и оксидного минерала магнетита.
• Фосфор был найден в двух формах: как минерал гидроксиапатит (известный как минерал зубов и костей) и как редкий фосфидный минерал, не встречающийся на Земле.

Эти данные указывают на несколько этапов взаимодействия исходных материалов астероида с жидкостями. Отслеживание различных форм серы особенно важно, так как сера играет ключевую роль в химии жидкостей и входит в состав некоторых органических соединений.

Результаты помогают лучше определить последовательность процессов с участием жидкостей, которые привели к современному составу Рюгу и других углеродистых астероидов. В дальнейшем команда планирует сравнить образцы Рюгу с образцами астероида Бенну, доставленными миссией NASA OSIRIS-REx.

Исследование опубликовано в выпуске журнала Geosciences от 19 апреля 2024 года.