Ученые разгадали тайну, почему похожие астероиды выглядят по-разному

Фото из открытых источников

Когда космический аппарат НАСА OSIRIS-REx вернулся с миссии к астероиду Бенну в 2023 году, он принёс на Землю не только древние космические камни, но и ответы на загадки, которые годами озадачивали астрономов. Один из самых интригующих вопросов заключался в том, почему астероиды, которые должны выглядеть одинаково в телескопы, с Земли выглядят разительно разными по цвету.

Загадка развернулась вокруг двух удивительно похожих астероидов — Бенну и Рюгу, которые посетили миссии по доставке образцов. Эти древние породы состоят из одинаковых тёмных, богатых углеродом материалов и образовались примерно в одно время, во время зарождения нашей Солнечной системы 4,5 миллиарда лет назад. Логика подсказывает, что они должны одинаково отражать свет, однако при исследовании с космических аппаратов Рюгу выглядит слегка красным, а Бенну — отчётливо синим.

Мишель Томпсон, планетолог из Университета Пердью и эксперт по космическому выветриванию, изучает образцы с обоих астероидов, чтобы раскрыть эту тайну. Её исследование, являющееся частью трёх недавно опубликованных статей, основанных на анализе образцов с Бенну, проведённом экспертами со всего мира, показывает, что эти астероиды подвергаются одинаковым процессам выветривания, но находятся на разных стадиях повторяющегося цикла.

Космическое выветривание — это постоянное воздействие на каменистые тела солнечной радиацией, космическими лучами и ударами микрометеоритов. Это постоянное воздействие постепенно меняет отражение света поверхностями астероидов, по сути, придавая им так называемый «загар», который меняет их видимый цвет при наблюдении с Земли.

Прорыв произошел, когда Томпсон и ее коллеги сравнили возраст частиц, полученных с поверхности обоих астероидов. Они обнаружили, что частицы, собранные с поверхности Рюгу, подвергались воздействию космического пространства всего несколько тысяч лет, тогда как частицы с поверхности Бенну подвергались воздействию космоса десятки тысяч лет.

Эта разница в возрасте всё объясняет. Вместо того, чтобы представлять два разных процесса выветривания, астероиды демонстрируют два снимка одного и того же цикла. Астероиды-обломки регулярно обновляют свою поверхность за счёт столкновений и гравитационных сдвигов, обнажая свежий материал, который затем снова начинает выветриваться. Более голубой оттенок Бенну указывает на более глубокую стадию выветривания, в то время как красноватый оттенок Рюгу отражает более раннюю стадию.

Учитывая, что в нашей Солнечной системе известно 1,45 миллиона астероидов, посещение даже малой их части нецелесообразно ни экономически, ни физически. Ключ к пониманию этих древних остатков — возможность экстраполировать и понимать природу различных астероидов, анализируя их с Земли.

Это исследование позволяет учёным сопоставлять данные телескопов с результатами анализа фактических образцов. Такая калибровка критически важна для будущих исследований астероидов, будь то научные исследования или потенциальные горнодобывающие работы. Знание того, как выветривание поверхности влияет на внешний вид астероида, помогает планировщикам миссий с большей уверенностью выбирать цели.

Но образцы Бенну раскрывают ещё более удивительные тайны происхождения нашей Солнечной системы. Более ранние исследования обнаружили в образцах соли, в том числе фосфаты, критически важные для жизни на Земле и необходимые для метаболизма и ДНК. Учёные обнаружили свидетельства наличия среды, благоприятной для запуска соединений-предшественников химии жизни.

«Изучая органические молекулы с Бенну, мы получаем представление о том, какие типы молекул могли стать основой жизни на ранней Земле. Мы не найдём саму жизнь, но мы исследуем строительные блоки, из которых в конечном итоге могла развиться жизнь», — Мишель Томпсон из Университета Пердью.

Эти материалы остаются в первозданном виде, поскольку астероиды, по сути, являются капсулами времени, неизменными с момента образования Солнечной системы. В отличие от Земли, где миллиарды лет геологических и биологических процессов смешали и преобразовали исходные компоненты, астероиды сохраняют исходные материалы, из которых образовались планеты.

Разгадка загадки цвета демонстрирует, как миссии по возвращению образцов меняют наше понимание космоса. Возвращая фрагменты далёких миров в высокотехнологичные лаборатории Земли, учёные могут разгадать тайны, скрытые при наблюдении издалека, открывая новые возможности как в истории нашей Солнечной системы, так и в потенциальном происхождении самой жизни.