Минерал с астероида Рюгу меняет представление о природе космических камней

Электронная микрофотография зернистости № 15 образца пластины C0105–042 с Рюгу, в которой был обнаружен джерфишерит. Автор: Университет Хиросимы/Масааки МияхараИсточник: https://phys.org/

Образцы пород с астероида Рюгу, доставленные миссией «Хаябуса-2» 6 декабря 2020 года, сыграли огромную роль в понимании природы примитивных астероидов и формирования Солнечной системы. Астероид Рюгу типа С состоит из пород, похожих на состав метеоритов, называемых хондритами CI. Они содержат значительное количество углерода и претерпели воздействие со стороны молекул воды, что привело к образованию гидратов.

Исследуя зерна, группа из Университета Хиросимы к своему величайшему удивлению обнаружила присутствие минерала джерфишерита, железоникелевого сульфида, содержащего калий. Присутствие этого минерала является совершенно неожиданным, поскольку джерфишерит образуется не в тех условиях, в которых, как считается, находился Рюгу на протяжении всего своего существования. Результаты исследования опубликованы в журнале Meteoritics & Planetary Science.

Джерфишерит — минерал, названный в честь профессора минералогии Университета Чикаго Дэниэла Джерома Фишера (1896–1988). Минерал обычно образуется в очень разреженных средах, подобных тем, которые встречаются в энстатитовых хондритах, и его никогда не находили в хондритах CI.

Просвечивающая электронная микрофотография включения джерфишерита в зерне под номером 15 на планшете с образцами C0105–042 из Рюгу. Автор: Университет Хиросимы/Масааки Мияхара.Источник: https://phys.org/

Масааки Мияхара, первый автор работы, доцент Высшей школы передовых наук и инженерии Университета Хиросимы сравнил его появление с обнаружением тропического семени в арктических льдах. Это указывает либо на неожиданные местные условия, либо на перенос минералов на большие расстояния в ранней солнечной системе.

Команда Мияхары проводила эксперименты с целью понять влияние земного выветривания на зерна Рюгу. Наблюдая за зернами с помощью просвечивающей электронной микроскопии с полевой эмиссией (FE-TEM) на предмет атмосферных воздействий, они обнаружили джерфишерит в зерне под номером 15 образца C0105–042. В других образцах микроскоп образцов не нашел.

Открытие позволяет предположить, что материалы с очень разной историей образования, возможно, смешивались на ранних этапах эволюции Солнечной системы, или что Рюгу испытывал локализованные, химически неоднородные условия, которые ранее не были известны эмпирически или моделированы in silico. Это открытие ставит под сомнение представление о том, что оноднороден по составу, и открывает новые вопросы о сложности примитивных астероидов.

Рюгу является обломком более крупного небесного тела, которое сформировалось через 1,8–2,9 миллиона лет (то есть почти сразу) после образования Солнечной системы. Скорее всего, это небесное тело родилось во внешней области Солнечной системы, где вода и углекислый газ существовали в виде льда.

Внутри материнского тела тепло, выделяемое при распаде радиоактивных элементов, привело к таянию льда примерно через 3 миллиона лет после образования. Температура во время этого процесса, по оценкам, не превышала +50°C.

Фотография астероида Рюгу с АМС Хаябуса-2 2018 годаИсточник: https://ru.wikipedia.org/

Считается, что родительские тела энстатитовых хондритов, которые содержат джерфишерит, формировались в горячих внутренних областях Солнечной системы. Термодинамические расчеты показывают, что он твс образуется непосредственно из высокотемпературного газа. Кроме того, эксперименты по гидротермальному синтезу показали, что минерал может также образовываться в результате реакций между калийсодержащими флюидами и сульфидами железа и никеля при температурах выше 350°C.

Команда выдвинула два объяснения присутствия джерфишерита в зернах Рюгу: либо он был получен из другого источника во время формирования исходного материала Рюгу, либо образовался сам по себе, когда температура внутри астероида поднялась выше 350°C.

Предварительные данные указывают на то, что гипотеза о внутреннем образовании, скорее всего, верна. Следующими шагами будут изотопные исследования этого и других зерен Рюгу, чтобы определить их происхождение.

Недавно Hi-Tech Mail рассказал о вероятности и рисках столкновения крупного астероида с Луной.