Учёные раскрыли пескоструйную переработку астероидов

«Летающие горы» нельзя считать неизменным строительным мусором, законсервированным со времени создания Солнечной системы. Они обитают в агрессивной среде, непрерывно и серьёзно меняющей их облик и, вероятно, интерьер. Таков основной вывод нового исследования.

Горы, ущелья, ударные кратеры, различной формы валуны – это не астероид, а крохотная крупинка с астероида, положенная под электронный микроскоп (фото Eizo Nakamura et al./ PNAS).

Частицы астероида Итокава, добытые японцами в ходе миссии Hayabusa, продолжают приносить сюрпризы.

Ещё предыдущий их анализ поведал о бурном прошлом этого космического тела и о том, что его поверхность по космическим меркам – весьма молодая, поскольку постоянно обновляется за счёт воздействия микрометеоритов и солнечного ветра.

Но теперь японские учёные показали новые грани этого процесса. Они детально рассмотрели пять крупинок с Итокавы размером от 40 до 110 микрометров и нашли, что каждое такое зёрнышко само по себе можно сравнить с астероидом, обладающим собственной богатой историей.

Одна из изученных крупинок (А) и её самые интересные фрагменты. На врезке внутри А показано, что позже частицу разрезали ионным лучом на три части, чтобы в дополнение к поверхности исследовать и внутреннее строение. D – кратер на грани Di. E – прилипшие хлопья оливина на поверхности из плагиоклаза (Ol и Pl соответственно). F – одна из типичных прилипших частиц (CAP) со сложным минеральным строением. G – пример переплавленной капли стекла (MSG) (фотографии Eizo Nakamura et al./ PNAS).

Перед взором планетологов открылись многочисленные ударные кратеры диаметром 100-200 нм, оставленные высокоскоростными пылинками с поперечником 10-20 нм.

Другие следы ударов включали трещины и разнообразные гребни, возникшие в результате высоких механических напряжений. Плюс нашлись следы локально переплавленного материала – различные микрометровые «капли», «траншеи» и «потёки».

Примеры кратеров и чешуйчатых включений на поверхности зерна, показанного под заголовком (фотографии Eizo Nakamura et al./ PNAS).

Более того, под микроскопом проявились сотни вонзившихся в поверхность или прилипших к ней частиц из иных по составу минералов, в том числе – из различного стекла. Они насчитывали в поперечнике от долей микрометра до пяти микрометров.

А на этой крупинке нашлись замечательные следы резкого нагрева и охлаждения поверхности при ударе микрометеоритов (фотографии Eizo Nakamura et al./ PNAS).

Все эти особенности свидетельствуют: поверхность астероида постоянно атакуют микрометеориты поперечником (с нижней стороны шкалы) вплоть до считанных нанометров. Эти частицы ударяют в астероидный грунт на скорости 5-10 км/с, а в случае с самыми крошечными пылинками – и на более высоких скоростях.

Здесь мы видим целый зоопарк прилипших и вонзившихся микрочастиц, отличающихся по форме и минеральному составу (фотографии Eizo Nakamura et al./ PNAS).

Как напоминает PhysOrg.com, 500-метровый Итокава, скорее всего, является сборищем обломков от более крупного астероида (размером до 20 км), расколовшегося в результате космического столкновения.

Но и после этого катастрофического события жизнь Итокавы была далеко не спокойной. Группа японских исследователей пришла к выводу, что его облик, и в значительной мере внутренняя структура, определяются длинной цепочкой ударных воздействий объектов, чьи размеры варьируются от единиц нанометров до 10 километров (в последнем случае принимались в расчёт предыдущие результаты изучения Итокавы).

Пример включений одного типа минералов в поверхность другого типа, говорящий о сложной истории крохотных зёрен. Слева – оптическое изображение в поляризованном свете (все остальные приведённые в статье кадры получены электронным микроскопом) (фотографии Eizo Nakamura et al./ PNAS).

Исследователи говорят: непрерывная бомбардировка астероидов микро- и просто метеоритами, учитывая низкую скорость убегания на поверхности таких тел, судя по всему, является основным источником космической пыли. Получается – астероиды непрерывно перемалывают и изменяют друг друга.

(Результаты работы изложены в статье в PNAS.)