Образцы с астероида Рюгу, доставленные миссией «Хаябуса-2» 6 декабря 2020 года, сыграли важную роль в улучшении понимания примитивных астероидов и формирования Солнечной системы. Астероид класса C Рюгу состоит из пород, похожих на метеориты, называемые CI хондритами, которые содержат относительно большое количество углерода и в прошлом претерпели значительные водные изменения.
Исследовательская группа из Университета Хиросимы обнаружила присутствие минерала джерфишерита — железо-никелевого сульфида, содержащего калий — в зерне с Рюгу. Присутствие этого минерала совершенно неожиданно, поскольку джерфишерит не образуется в условиях, которым, как считается, подвергался Рюгу за всё своё существование.
Результаты исследования опубликованы в журнале Meteoritics & Planetary Science.
«Джерфишерит — это минерал, который обычно образуется в сильно восстановленных средах, подобных тем, что встречаются в энстатитовых хондритах, и никогда не встречался в CI хондритах или других зёрнах Рюгу», — говорит первый и ответственный автор Масааки Мияхара, доцент Высшей школы передовых наук и инженерии Университета Хиросимы.
«Его обнаружение похоже на находку тропических семян во льдах Арктики, что указывает либо на неожиданную локальную среду, либо на перенос на большие расстояния в ранней Солнечной системе», — добавляет он.
Команда Мияхары проводила эксперименты, чтобы понять влияние земного выветривания на зёрна Рюгу. Наблюдая за зёрнами с помощью просвечивающей электронной микроскопии с полевой эмиссией (FE-TEM) для изучения эффектов выветривания, они обнаружили джерфишерит в 15-м зерне образца пластины C0105-042.
«Обнаружение джерфишерита в зёрне Рюгу предполагает, что материалы с очень разной историей формирования могли смешаться на раннем этапе эволюции Солнечной системы или что Рюгу испытал локальные, химически неоднородные условия, которые ранее не были признаны. Это открытие бросает вызов представлению о том, что Рюгу однороден по составу, и открывает новые вопросы о сложности примитивных астероидов», — поясняет Мияхара.
Рюгу является частью более крупного родительского тела, которое сформировалось между 1,8 и 2,9 миллиона лет после начала Солнечной системы. Считается, что это родительское тело возникло во внешней области Солнечной системы, где вода и углекислый газ существовали в виде льда.
Внутри родительского тела тепло, выделяемое при распаде радиоактивных элементов, привело к таянию льда примерно через 3 миллиона лет после его формирования. Температура во время этого процесса, по оценкам, оставалась ниже примерно 50 °C.
В отличие от этого, родительские тела энстатитовых хондритов, которые, как известно, содержат джерфишерит, предположительно образовались во внутренней области Солнечной системы. Термодинамические расчёты показывают, что джерфишерит в энстатитовых хондритах образовался непосредственно из высокотемпературного газа.
Кроме того, эксперименты по гидротермальному синтезу показали, что джерфишерит может также образовываться в результате реакций между калийсодержащими жидкостями и железо-никелевыми сульфидами при температурах выше 350 °C.
Это привело команду к выдвижению двух гипотез о его присутствии в зерне Рюгу: либо он прибыл из другого источника во время формирования родительского тела Рюгу; либо он образовался внутри, когда температура Рюгу была поднята выше 350 °C.
Предварительные данные указывают на то, что гипотеза о внутреннем образовании более вероятна. Следующими шагами станут изотопные исследования этого и других зёрен Рюгу для определения их происхождения.
«В конечном счёте наша цель — реконструировать ранние процессы перемешивания и термические истории, которые сформировали малые тела, подобные Рюгу, тем самым улучшая наше понимание формирования планет и переноса материалов в ранней Солнечной системе», — заключает Мияхара.
Предоставлено Университетом Хиросимы.