Внутри расплавленных микрометеоритов ученые обнаружили «пропавший» астероид

Фото из открытых источников

Земля находится под постоянной бомбардировкой. Каждый год тысячи тонн крошечных микрометеоритов, каждый меньше макового зернышка, обрушиваются на нашу планету, покрывая её космическим снегом, настолько мелким, что вы даже не замечаете его присутствия.

Эти частицы изначально представляют собой пыль, выброшенную астероидами и кометами. Пролетая сквозь атмосферу Земли, они плавятся, превращаясь в крошечные стекловидные сферы, и, как обнаружили ученые, внутри некоторых из этих микроскопических частиц обнаружены следы астероида, непохожего ни на один из тех, что мы видели раньше.

Исследователи, описывающие это открытие, называют родительское тело астероида «пропавшим», потому что в существующих коллекциях метеоритов — нашем главном источнике информации о химии космического пространства за пределами Земли — не было обнаружено никаких его следов. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

«Это новое исследование показывает, что микрометеориты — область, которая все еще находится в зачаточном состоянии, — могут содержать свидетельства того, что значительная часть потока внеземного материала на Землю «отсутствует» в коллекциях метеоритов, что демонстрирует огромный научный потенциал этой космической пыли», — заявил космохимик Маттиас ван Гиннекен из Кентского университета в Великобритании.

Микрометеориты хранят в себе свидетельства изменений космической среды Земли. Ученые используют их для изучения всего, от древних метеоритных взрывов до прохождения нашей планеты сквозь потоки космического мусора на протяжении тысяч лет.

Еще одна функция микрометеоритов — это определение состава горных пород, проходящих через околоземное космическое пространство.

«В большинстве случаев исследования сводятся к тому, чтобы связать разрозненные факты воедино», - говорит Маттиас Ван Гиннекен.

Нам сложно посетить астероиды или кометы. Однако пыль, которую они сбрасывают и которая оседает на Земле, представляет собой обильный и гораздо более доступный ресурс, способный дать представление об их составе.

«Наше исследование показывает, что по меньшей мере один околоземный астероид (ОА) снабжает Землю пылью уже более миллиона лет», — сказал Ван Гиннекен. «Это прекрасная возможность узнать больше о околоземных астероидах, не тратя средства на дорогостоящие миссии по доставке образцов».

Однако некоторые микрометеориты десятилетиями ставили в тупик космохимиков.

В ряде исследований, начиная с 2005 года, отмечалось, что некоторые микрометеориты, обнаруженные на антарктическом ледяном щите, имели необычно высокое содержание изотопов кислорода. Ученые классифицировали эти сферические частицы как относящиеся к группе 4 и отметили, что их нельзя отнести ни к одному известному родительскому телу.

Затем, в 2020 году, группа ученых под руководством планетолога Мартина Саттла из Открытого университета в Великобритании — одного из соавторов настоящего исследования — опубликовала статью, описывающую нерасплавленные микрометеориты 4-й группы, которые все еще содержали эти высокие изотопные соотношения кислорода.

Это изменило картину, поскольку означало, что необычные соотношения изотопов кислорода, вероятно, были унаследованы от родительского тела, а не являлись побочным продуктом плавления атмосферы.

Одновременно с этим в некоторых микрометеоритах стали проявляться и другие особенности.

В статье 2016 года, написанной под руководством планетолога Мэтью Генджа из Имперского колледжа Лондона, одного из соавторов нового исследования, описываются космические сферические частицы, в которых оливин мигрировал на одну сторону частицы во время замедления в атмосфере Земли.

«Чаще всего исследования сводятся к тому, чтобы связать разрозненные факты воедино», — сказал Ван Гиннекен. «Как изотопно тяжелые, так и кумулятивные оливиновые сферолиты часто встречались в коллекциях микрометеоритов, поэтому мне стало интересно: „А что, если эти необычные характеристики присущи только одному типу сферолитов?“»

Он и его коллеги решили внимательнее изучить обе аномальные популяции.

Если бы результаты были представлены в виде диаграммы Венна, она бы почти напоминала круг. Перекрытие между двумя изображениями было поразительно тесным, что позволяет предположить, что они могли произойти из одного и того же необычного родительского тела.

«Это новое исследование демонстрирует… огромный научный потенциал этой космической пыли», - говорит Маттиас Ван Гиннекен.

Это было ещё не всё.

Команда обнаружила еще больше странностей: эти микрометеориты практически не содержали магнетита — минерала, обычно встречающегося в космических сферических образованиях, — и были необычайно богаты серой.

Исследователи назвали эту группу SCumPo, что означает «богатый серой кумулятивный оливин».

Все эти подсказки указывают на одну большую «недостающую» вещь.

«Полное отсутствие магнетита, который обычно образуется в космических сферолитах в результате окисления железа при входе в атмосферу, предполагает, что среда для наших сферолитов была очень восстановительной. Это указывает на то, что что-то потребляло атмосферный кислород, прежде чем он смог окислить железо, что наводит на мысль о том, что родительское тело, вероятно, было богато углеродом», — сказал Ван Гиннекен. «Эти сферолиты также необычно богаты серой, что указывает на сходство с очень редкими хондритами типа CY , которые были недавно классифицированы».

Между тем, соотношение изотопов кислорода указывает на то, что родительское тело было изменено водой с более тяжелыми изотопами кислорода, чем у других известных астероидов, что говорит о крайне необычном астероиде, который, как отметил Ван Гиннекен, «долгое время незаметно бомбардировал Землю пылью».

И это немало пыли. До 10 процентов всех микрометеоритов, обнаруженных на этом странном астероиде или группе астероидов, могут быть связаны с ним.

Моделирование огненного падения частиц показало, что они вошли в атмосферу Земли необычайно быстро, что указывает на то, что они, скорее всего, прибыли с околоземного астероида, а не из главного пояса астероидов между Марсом и Юпитером.

Это означает, что мы могли бы уже включить его в наши каталоги околоземных объектов, которые включают более 40 000 космических камней, большинство из которых являются астероидами.

«Поэтому вполне возможно, что источник этой необычной пыли уже идентифицирован и назван», — сказал Ван Гиннекен. «Но чтобы быть полностью уверенными, нам нужно будет взять образец, а для этого потребуется немалая удача».

Это может означать отправку образцов на подходящий астероид для дальнейшей обработки, но тем временем, еще больше открытий может находиться прямо у нас под носом.

«Поэтому вполне возможно, — сказал Ван Гиннекен, — что в огромных коллекциях микрометеоритов, которые были изучены лишь частично, скрываются и другие „пропавшие“ родительские тела».