Исследование указало на существование неизвестного типа астероидов рядом с Землёй

Учёные пришли к выводу, что значительная часть космической пыли, постоянно оседающей на Земле, может происходить от ранее неизвестных околоземных астероидов. Анализ необычных микрометеоритов показал, что их химический состав и особенности формирования не соответствуют ни одному из известных типов метеоритов.

Каждый день на поверхность Земли попадает огромное количество мельчайших частиц космического происхождения. Большинство из них представляют собой микрометеориты, которым удаётся пережить прохождение через атмосферу. Для исследователей такие частицы являются доступным источником информации о телах Солнечной системы, поскольку их можно собирать и изучать без дорогостоящих космических миссий.

Авторы исследования отмечают, что определить происхождение подобных частиц далеко не всегда возможно, особенно если их родительские тела ещё не обнаружены или отсутствуют в существующих каталогах астероидов и метеоритов.

Особый интерес представляют так называемые космические сферулы — микрометеориты, которые при входе в атмосферу полностью расплавляются и приобретают почти идеальную сферическую форму. Из-за сильного нагрева их первоначальная минеральная структура разрушается, что значительно усложняет поиск их происхождения.

В некоторых случаях определить источник помогают изотопы кислорода, которые выполняют роль своеобразного химического «отпечатка пальца». Однако около 10% космических сферул обладают необычно низким содержанием кислорода-16 и не совпадают ни с одной из известных групп метеоритов. Такие частицы исследователи относят к так называемой четвёртой группе.

Авторы новой работы предположили, что важную информацию может дать не только химический состав, но и параметры орбиты объектов, от которых произошли эти частицы. Особое внимание они уделили сферулам с характерной текстурой, получившей название CumPo. Она отличается скоплениями кристаллов оливина, размеры которых постепенно увеличиваются от одной стороны сферулы к другой.

По мнению исследователей, подобная структура свидетельствует о необычных условиях формирования микрометеоритов. Предыдущие исследования уже показывали, что такие частицы могли входить в атмосферу с очень высокой скоростью, а это позволяет сделать выводы о форме орбит их родительских тел.

Чтобы выяснить происхождение этих объектов, специалисты изучили десять сферул CumPo, найденных в Антарктиде, а также аналогичные частицы из более современной коллекции, собранной на крышах городских зданий. Для анализа использовались электронная микроскопия, микрозондовые исследования, а также методы измерения изотопного состава кислорода SIMS и NanoSIMS.

Исследование показало, что обе коллекции обладают практически одинаковыми характеристиками. На основании полученных данных учёные выделили новую разновидность космических сферул, богатых серой, получившую обозначение SCumPo.

Эти частицы тесно связаны с необычной четвёртой группой, бедной кислородом-16. Кроме того, они обладают целым рядом отличительных признаков, свидетельствующих о крайне восстановительных условиях во время прохождения через атмосферу Земли. Среди них почти полное отсутствие магнетита, частое присутствие капель железа, никеля и серы, низкое содержание никеля в кристаллах оливина и необычно высокое содержание серы в стекловидной массе.

Особенно интересным оказалось то, что внутри отдельных сферул исследователи обнаружили одновременно участки с высоким и низким содержанием кислорода-16. Такое сочетание практически не встречается естественным образом и, по мнению авторов работы, указывает на то, что исходная космическая пыль представляла собой смесь как минимум двух различных компонентов.

Исследователи считают, что один из компонентов обладал изотопными характеристиками, типичными для безводных фаз углистых хондритов, а второй имел необычный состав, который не совпадает ни с одним известным сегодня типом метеоритов, хотя напоминает мелкозернистый материал загадочной четвёртой группы.

Затем учёные выполнили численное моделирование процесса оседания кристаллов во время торможения частиц в атмосфере. Расчёты показали, что наблюдаемая структура сферул лучше всего формируется при скорости входа около 14–17 километров в секунду.

Такие скорости соответствуют объектам, движущимся по достаточно вытянутым орбитам с эксцентриситетом более 0,2. По словам авторов исследования, подобные орбиты гораздо лучше соответствуют околоземным астероидам, чем большинству объектов главного пояса астероидов.

На основании полученных данных исследователи предполагают, что родительским телом SCumPo мог быть ранее неизвестный примитивный углистый астероид, богатый сульфидами. По своему составу он, вероятно, связан с семейством углистых хондритов CM–CO–CY.

Учёные допускают, что такой астероид первоначально сформировался в более удалённой области Солнечной системы, а затем переместился на орбиту, пересекающую орбиту Земли. В качестве возможного сценария рассматриваются фрагменты разрушенного астероида, который испытал термическое воздействие, но при этом сохранил следы воды, подобно представителям группы CY.

Авторы исследования отмечают, что предполагаемое родительское тело может представлять собой своеобразный «потерянный» тип метеоритов. Хотя микрометеориты такого происхождения уже обнаружены на Земле, ни одного полноценного метеорита с аналогичным составом пока не найдено. Если в будущем подобный астероид удастся обнаружить космической миссией или найти соответствующий метеорит, это станет одним из наиболее важных открытий в изучении происхождения вещества Солнечной системы.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.