Астероиды образовались на ранних этапах формирования Солнечной системы. Хотя многие из них находятся в Главном поясе астероидов между Юпитером и Марсом, некоторые астероиды имеют иные орбиты, в том числе проходящие вблизи Земли. Исследование околоземных астероидов позволяет ученым узнать, какой была Солнечная система на заре своего существования. Одним из таких астероидов является (162173) Рюгу. В 2018 году его изучала японская автоматическая станция «Хаябуса-2», и в 2020 году она доставила на Землю образец пород с поверхности Рюгу.

Как и любые тела в космосе, астероиды регулярно подвергаются ударам микрометеоритов и различного мусора. В новом исследовании, опубликованном в журнале The Astrophysical Journal, ученые из Японии оценили воздействие мельчайших частиц на астероид Рюгу. В своем исследовании они использовали данные, собранные «Хаябусой-2».

Лабораторное исследование образцов пород, доставленных с астероида Рюгу, показало отчетливую картину дегидратации филлосиликатов. К этой группе относятся слоистые силикатнные минералы, такие как богатый магнием серпентин. В образцах, доставленных «Хаябусой-2», наблюдается нетипичная картина с разрывом молекулярных связей между включенными атомами кислорода и водорода – это и называется дегидратацией. Предложенное японскими учеными объяснение гласит, что к этому могло привести воздействие микроскопических метеороидов размером до 2 нанометров. Частицы такого размера могут быть разогнаны до очень высокой скорости магнитными полями, создаваемыми плазмой солнечного ветра. Эта плазма состоит, в основном, из протонов, скорость которых достигает 400 км/с.

Для оценки того, как взаимодействуют атомы кремния, магния, кислорода и водорода, входящие в состав серпентина, использовались расчетные молекулярные динамические модели, поскольку химические реакции происходят в субнаносекундных временных масштабах, т. е. слишком быстро, чтобы наблюдать их напрямую. Моделирование показало, что при ударе микрочастицы со скоростью 20 км/с разрывается приблизительно 200 кислородно-водородных связей. При этом образуется ударный кратера диаметром 4,4 нанометра. Если скорость частицы увеличить до 300 км/с, она породит 2000 разрывов кислородно-водородных связей.

Ученые также рассмотрели влияние на серпентин перепадов температуры. Освещенная Солнцем поверхность Рюгу прогревается до 37-67 ⁰C, но на затененной стороне температура падает до -73 ⁰C. Тем не менее, исследование не показало сколько-нибудь заметной дегидратации минералов при изменении температуры. С другой стороны, ученым удалось показать, что кинетическая энергия от удара высокоскоростной микроскопической частицей поднимает температуру до более чем 700 ⁰C. Это важный фактор, поскольку серпентин становится нестабильным при температурах выше 600 ⁰C.

• < Назад
• Вперёд >