Изотопный анализ образцов астероида Бенну показал, что он мог сформироваться не на окраине молодой Солнечной системы, а рядом с линией водяного льда — областью, где водяной пар замерзал. К такому выводу пришла международная группа исследователей, изучившая материал, доставленный миссией NASA OSIRIS-REx.
Бенну обращается вокруг Солнца за 1,2 года и раз в шесть лет проходит примерно в 300 тыс. км от Земли. 23 сентября 2026 года аппарат OSIRIS-REx сбросил в пустыне штата Юта капсулу примерно со 120 г вещества с поверхности астероида. Этот материал сохранился почти в первозданном виде со времени формирования Солнечной системы около 4,5 млрд лет назад.
Половину грамма образца направили в Высшую техническую школу Цюриха, где команда профессора изотопной геохимии Марии Шёнбехлер исследовала изотопы железа, титана и хрома. Их соотношение служит своеобразным химическим отпечатком вещества, из которого сформировалось небесное тело. Результаты опубликованы в журнале Science Advances, о них сообщил SciTechDaily.
Учёные обнаружили, что титан и железо равномерно распределены в материале Бенну. Кроме того, его химический состав оказался близок к астероиду Рюгу и редким углеродистым метеоритам типа CI, найденным на Земле. Все три группы имеют сходный изотопный профиль, отличающий их от других известных астероидов, метеоритов и планет.
Исследователи считают, что Бенну, Рюгу и тела-предшественники метеоритов CI возникли из одного резервуара космической пыли. Около 4,5 млрд лет назад вокруг молодого Солнца вращался диск из газа, пыли и водяного льда, а линия водяного льда проходила там, где температура позволяла воде замерзать. На этой границе могли смешиваться вещества из внутренних и внешних областей диска, причём лёд способствовал объединению мелких частиц.
«Бенну — гибрид: его материал не соответствует однозначно ни внутренней, ни внешней Солнечной системе», — сказала Шёнбехлер. По версии учёных, важную роль в перемешивании вещества сыграл Юпитер, сформировавшийся в течение примерно первого миллиона лет после рождения Солнца. Растущая планета могла задерживать более крупные частицы, тогда как мелкая пыль продолжала перемещаться вокруг неё и смешиваться в районе линии водяного льда.
Такая модель объясняет и большое содержание воды в Бенну: лёд мог испаряться, а затем водяной пар снова конденсировался в области формирования астероида. Исследователи также предполагают, что мелкая пыль успела тщательно перемешаться и поэтому по общему составу приблизилась к веществу Солнца. «Бенну может дать нам наиболее точное представление об исходной смеси химических элементов, из которой в конечном счёте сформировались планеты земной группы», — отметила Шёнбехлер.
При этом предложенная картина пока остаётся неполной. Учёным предстоит выяснить, насколько сильно молодой Юпитер повлиял на объединение мелких частиц и встречается ли такой же изотопный профиль у других астероидов. «Теперь мы задаёмся вопросом, имеют ли другие астероиды такую же изотопную сигнатуру, как Бенну и Рюгу», — сказала исследовательница.
Следующим объектом для сравнения может стать Фобос, один из спутников Марса. Японская миссия по доставке его образцов должна стартовать в конце октября, а возвращение капсулы на Землю ожидается в 2031 году. Шёнбехлер намерена обратиться в японское космическое агентство JAXA за частью материала для исследований и говорит: «Было бы интересно получить этот материал и изучить его в моей лаборатории».