В пробах с астероида Итокава Обнаружена вода

Два космохимика из Университета штата Аризоны сделали первое в мире измерения воды, содержащейся в образцах с поверхности астероида. Образцы были получены с астероида Итокава и были собраны японским космическим зондом Хаябуса.

Команда предполагает, что в начале истории Земли воздействия подобных астероидов могли принести до половины океанической воды нашей планеты.

«Мы обнаружили, что исследуемые образцы содержали больше воды по сравнению со средним значением для объектов внутренней Солнечной системы», - говорит Цилианг Джин, докторант в Школе исследования Земли и космоса Университета штата Аризоны (УША) и ведущий автор статьи, опубликованной 1 мая в журнале Science Advances. Его соавтор - Майтрай Бозе, доцент в Школе исследования Земли и космоса УША. «Для меня было честью, что японское космическое агентство решило поделиться пятью частицами из Итокавы с исследователями из США», - говорит Бозе.
 

Идея команды по поиску воды в пробах Итокавы стала неожиданностью для проекта Хаябуса.

«Пока мы не предложили, никто и не думал искать воду», - говорит Бозе. «Я рад сообщить, что наша догадка окупилась».

В двух из пяти частиц команда определила минеральный пироксен. В земных образцах пироксены имеют кристаллическую структуру воды. Бозе и Джин подозревали, что в частицах Итокавы также есть следы воды, но хотели точно знать количество. У Итокавы богатая история, включающая нагревание, многочисленные удары, столкновения и фрагментация. Подобное повышает температуру минералов и испаряет воду.

Для изучения образцов, каждый примерно в половину толщины человеческого волоса, команда использовала масс-спектрометр УША NanoSIMS, который может измерять такие крошечные минеральные зерна с большой чувствительностью.

Измерения NanoSIMS показали, что образцы неожиданно богаты водой. Они также предполагают, что даже номинально сухие астероиды, такие как Итокава, могут содержать больше воды, чем предполагали ученые.

Итокава - это астероид в форме арахиса, длиной около 1800 футов и шириной от 700 до 1000 футов. Он вращается вокруг Солнца каждые 18 месяцев на среднем расстоянии в 1,3 от расстояния Земля-Солнце. Часть пути Итокавы выводит его на орбиту Земли, а в самом дальнем он выходит за пределы Марса. Основываясь на спектре Итокавы в телескопах на Земле, ученые-планетологи относят его к классу S. Это связывает его с каменистыми метеоритами, которые являются фрагментами от астероидов класса S, разломанных при столкновениях.

«Астероиды класса S - один из самых распространенных объектов в поясе астероидов», - говорит Бозе. «Они изначально сформировались на расстоянии от одной трети до трехкратного расстояния от Земли до Солнца». Хотя они маленькие, эти астероиды сохранили воду и другие летучие вещества, с которыми образовались.

По своей структуре Итокава напоминает хрустящую груду хрусталя. Он состоит из двух частей, каждая усыпана валунами, но с различной общей плотностью, а между ними узкий перешеек.

Джин и Бозе отмечают, что нынешний Итокава - это остаток родительского тела шириной не менее 12 миль, которое в какой-то момент нагревалось от 1000 до 1500 градусов по Фаренгейту. Материнское тело подверглось нескольким большим столкновений, последнее из которых сломало его. В результате два фрагмента слились и образовали Итокаву, который достиг своего нынешнего размера и формы около 8 миллионов лет назад.

«Частицы, которые мы проанализировали, Мусового моря Итокавы», - говорит Бозе. «Это гладкая и покрытая пылью область на астероиде». Джин добавляет: «Несмотря на то, что образцы были собраны на поверхности, неизвестно, где были эти зерна в исходном родительском теле. Наше лучшее предположение в том, что они были похоронены на глубине более 100 метров».

Несмотря на катастрофическое разрушение материнского тела, а также что зерна образца подвергались воздействию излучения и микрометеоритов на поверхности, минералы по-прежнему демонстрируют наличие воды.

Кроме того, по словам Джин: «У минералов изотопный состав водорода, неотличимый от Земли».

«Это означает, что астероиды класса S и родительские тела обычных хондритов, вероятно, являются источником воды и нескольких других элементов для планет земной группы», объясняет Бозе. «И мы можем сказать это только из-за изотопных измерений образцов астероидного реголита – его поверхностной пыли и камней. Это делает эти астероиды первоочередными целями для исследования».

Бозе отмечает, что строит чистую лабораторию в УША, которая вместе с NanoSIMS (частично финансируемым Национальным научным фондом) станет первой лабораторией в государственном университете, способной анализировать частицы пыли из других тел Солнечной системы.

Для ученых-планетологов и космохимиков, которые рисуют картину формирования Солнечной системы, астероиды – огромный источник. Будучи оставшимися строительными кирпичиками планетной системы, они сильно различаются между собой, сохраняя материалы ранней истории Солнечной системы.