Астероид Бенну, возможно, сформировался не на дальних окраинах Солнечной системы, где зарождались кометы, а вблизи линии водяного льда молодой Солнечной системы. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Science Advances, Юпитер мог сыграть ключевую роль в формировании смеси пыли, из которой образовался этот астероид. Об этом сообщает SciTechDaily.
Бенну обращается вокруг Солнца за 1,2 года и каждые шесть лет приближается к Земле на расстояние около 300 тысяч километров. Это дало редкую возможность получить образец первичного вещества. 23 сентября 2026 года зонд NASA OSIRIS-REx сбросил в пустыне Юты капсулу с примерно 120 граммами поверхностного материала Бенну. Ранее астрономы предполагали, что подобные астероиды образовались на поздних этапах эволюции Солнечной системы вдали от Солнца, однако химический состав доставленного вещества указывает на совершенно иные условия.
Часть образца попала в ETH Zurich (Швейцарская высшая техническая школа Цюриха), где профессор изотопной геохимии Мария Шёнбэхлер получила полграмма для анализа. Её команда измерила изотопы железа, титана и хрома. Изотопы — это разновидности одного элемента, слегка различающиеся по массе, и их соотношение может сохранять химический отпечаток материала, из которого сформировался астероид. Измерения показали, что титан и железо распределены в веществе Бенну равномерно, а также выявили тесную химическую связь с астероидом Рюгу и метеоритами типа CI — редким классом примитивных углеродистых метеоритов, найденных на Земле. Все три объекта имеют схожий изотопный отпечаток, отличающий их от других известных астероидов, метеоритных групп и планет.
Это сходство позволяет предположить, что Бенну, Рюгу и родительские тела метеоритов CI образовались из одного резервуара космической пыли. Поиски места, где мог существовать такой резервуар, привели исследователей не во внешние области Солнечной системы, а к границе, известной как линия водяного льда. Около 4,5 миллиарда лет назад молодое Солнце было окружено вращающимся диском из газа, пыли и водяного льда. Линия водяного льда обозначала зону, где температура становилась достаточно низкой для замерзания водяного пара. Материал из внутренней и внешней частей диска мог смешиваться вблизи этого перехода, а лёд помогал мельчайшим частицам пыли слипаться. «Бенну — это гибрид: его материал не соответствует чётко ни внутренней, ни внешней Солнечной системе», — приводит издание слова Шёнбэхлер.
Смешанный химический характер астероида согласуется с формированием в зоне, где соединялся материал из обеих областей. Шёнбэхлер и её коллеги предполагают, что важную роль в создании таких условий сыграл Юпитер. Газовый гигант сформировался очень рано, в течение примерно одного миллиона лет после рождения Солнца. Когда планеты и астероиды только начинали расти за счёт накопления мелкого материала, Юпитер быстро стал достаточно массивным, чтобы влиять на движение твёрдых частиц в окружающем диске. Исследователи считают, что растущая планета служила барьером для более крупного материала, тогда как мелкая пыль могла обтекать её, позволяя частицам из разных областей диска равномерно перемешиваться у границы водяного льда. Из этой тщательно перемешанной массы могли собраться предшественники Бенну, Рюгу и метеоритов CI. Такая модель также объясняет, почему Бенну содержит так много воды: лёд вблизи границы мог испаряться, а водяной пар позже вновь конденсировался в той же области, где накапливался материал будущего астероида.
Влияние Юпитера может объяснять и то, почему Бенну состоит в основном из мелкой пыли. Мелкие частицы, движущиеся в диске, могли thoroughly перемешиваться, создавая вещество, по общему химическому составу более близкое к Солнцу. «Бенну может дать нам лучшее представление об исходной смеси химических элементов, из которой в конечном итоге были построены планеты земной группы», — утверждает Шёнбэхлер. Бенну сохраняет эту запись, поскольку является очень примитивным астероидом: его материал восходит к рождению Солнечной системы около 4,5 миллиарда лет назад и с тех пор мало изменился. Вода и органические вещества делают этот образец полезным и для другого вопроса — изучение того, где накапливались эти субстанции, поможет лучше понять условия формирования планет земной группы и то, как молодая Земля приобрела часть материалов, связанных со строительными блоками жизни.
Предложенная картина формирования неполна. Учёные пока не знают, насколько сильно молодой Юпитер влиял на процесс, позволивший слипаться преимущественно мелким частицам пыли, и насколько широко изотопный отпечаток Бенну распространён среди других астероидов. «Сейчас мы задаёмся вопросом, есть ли у других астероидов такая же изотопная сигнатура, как у Бенну и Рюгу», — продолжает Шёнбэхлер. Ответить на этот вопрос могли бы помочь дополнительные доставленные образцы. Завершив анализ Бенну, Шёнбэхлер теперь обращает внимание на японскую миссию по возврату образцов с Фобоса, одного из спутников Марса, запуск которой запланирован на конец октября. Она намерена подать заявку в Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) на получение части материала после его возвращения на Землю. «Было бы интересно также получить этот материал и проанализировать его в моей лаборатории», — говорит она. Ждать придётся долго: капсула с веществом Фобоса, как ожидается, вернётся на Землю не раньше 2031 года.