Космические камни рассказывают историю общего древнего прошлого

Фото из открытых источников

Астероиды, циркулирующие в нашей Солнечной системе, – это обломки, оставшиеся с тех пор, как 4,6 миллиарда лет назад образовалось наше планетарное окружение. Учёные изучают эти древние фрагменты как капсулы времени, раскрывающие тайны самых ранних дней нашей Солнечной системы. Новое исследование выявило удивительную связь между двумя совершенно разными типами астероидов, которые, возможно, имеют одну и ту же драматичную историю происхождения.

Джо Масьеро из Центра обработки и анализа инфракрасных данных Калифорнийского технологического института возглавил исследование, которое ставит под сомнение наши представления о группах астероидов. Его команда обнаружила, что две различные категории космических камней: одна металлическая и блестящая, другая, состоящая из каменистых силикатов, имеют на своей поверхности одинаковый необычный пылевой след. Это открытие предполагает, что эти, казалось бы, разные астероиды, возможно, зародились как части одних и тех же массивных родительских объектов, которые впоследствии распались на более мелкие фрагменты, которые мы наблюдаем сегодня.

Астрономы классифицируют астероиды по типу отражения света, используя буквы M, K и C для обозначения различных типов. Астероиды типа M богаты металлами и блестят почти как зеркала, в то время как астероиды типа K состоят из силикатов – тех же каменистых материалов, которые составляют около 95% земной коры и мантии. Несмотря на совершенно разный состав, у обоих типов есть нечто неожиданное: тонкий слой троилита, необычного соединения железа и серы, который действует как отпечаток пальца.

«Троилит очень редок, поэтому мы можем использовать его как своего рода «отпечаток пальца», связывающий эти два разных типа объектов друг с другом», — объясняет Джо Масьеро.

Обнаружение этого редкого материала на астероидах обоих типов подобно обнаружению одинаковой отличительной краски на, казалось бы, не связанных между собой артефактах: это говорит о том, что они произошли из одного источника. Чтобы выявить эту связь, команда использовала сложную методику, которая выходит за рамки простого изучения цвета или яркости астероидов. Он изучал поляризацию – направленность света, отраженного от поверхности астероидов. Подобно тому, как поляризованные солнцезащитные очки фильтруют блики, блокируя световые волны, направленные в определённых направлениях, различные минералы на поверхности астероидов создают уникальные узоры поляризации при отражении от них солнечного света.

Используя прибор WIRC+Pol в Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института, они измерили, как меняется поляризация света, испускаемого этими астероидами, по мере их движения по орбитам. Как и Луна, астероиды проходят через фазы, обращаясь вокруг Солнца, и выглядят по-разному освещёнными с Земли. Эти меняющиеся углы обзора выявили детали состава поверхности, которые не мог обнаружить традиционный цветовой анализ.

Данные поляризации показали, что астероиды как M-, так и K-типа имеют поверхностные слои троилитовой пыли, несмотря на существенно разный состав их подстилающей основы. Эта общая особенность позволяет предположить, что они произошли от одного и того же типа крупных родительских тел, которые впоследствии разделились на более мелкие астероиды, которые мы видим сегодня.

Команда предполагает, что эти родительские объекты были подобны миниатюрным планетам с чётко выраженными слоями: плотными металлическими ядрами, окружёнными каменистыми мантиями, по структуре напоминающими Землю. Когда эти крупные объекты были разрушены, возможно, в результате мощных столкновений на ранних этапах развития Солнечной системы, фрагменты из разных слоёв превратились в разнообразные типы астероидов, которые мы наблюдаем сегодня. Металлические астероиды типа М образовались из ядер, а каменистые астероиды типа К – из внешних слоёв.

Троилитовая пыль, покрывающая оба типа, могла присутствовать на поверхности исходного объекта до его распада, либо образовать облако, осевшее на всех фрагментах после разрушения. В любом случае, этот редкий минерал служит доказательством связи этих семейств астероидов с общими предками.

Это исследование демонстрирует, как астероиды служат археологическими свидетельствами бурной ранней истории нашей Солнечной системы. В отличие от Земли, где геологические и атмосферные процессы стёрли большую часть следов формирования нашей планеты, астероиды сохраняют первозданный вид материалов и условий, существовавших в то время, когда твёрдые тела только формировались вокруг молодого Солнца.