Космос — место суровое. И если вам посчастливилось оказаться небесным телом без защитной атмосферы, то готовьтесь к суровому «макияжу». Солнечный ветер, космические лучи и бомбардировки микрометеоритами — вот лишь некоторые из «косметических процедур», ожидающих вас в безвоздушном пространстве. Этот процесс, известный как космическое выветривание, оставляет на поверхности небесных тел уникальные следы, раскрывающие тайны прошлого Солнечной системы.
Ученые, изучающие метеориты, давно мечтают разгадать загадки космического выветривания. Но увы, большинство метеоритов — это «выходцы» из глубин астероидов, не испытавшие на себе суровой космической реальности. И тут на помощь приходит аппарат «Хаябуса-2», вернувший на Землю драгоценные образцы с поверхности астероида Рюгу. Эти образцы, подобно капсулам времени, хранят в себе информацию о процессах, происходивших на поверхности астероида миллионы лет.
Рюгу — астероид класса C, богатый водой и ее производными: филлосиликатами, магнетитом и карбонатами. Изучение образцов Рюгу показало, что космическое выветривание оставило на них свой след, отличающийся от следов на астероидах класса S. Филлосиликаты на поверхности Рюгу потеряли гидроксильные группы, а железо в магнетите частично превратилось из трехвалентного в двухвалентное.
Магнетит — минерал, хранящий в себе информацию о магнитном поле в туманности, из которой образовалась Солнечная система. Измерения остаточной намагниченности метеоритов позволяют ученым реконструировать напряженность магнитного поля в те далекие времена и понять, как эволюционировали планетарные системы.
Однако, в случае с Рюгу, результаты оказались противоречивыми: одни образцы указывали на наличие сильного магнитного поля, другие — на его отсутствие. Ученые предположили, что причиной этих противоречий может быть космическое выветривание, изменяющее магнитные свойства магнетита.
И вот тут начинается самое интересное. Исследователи, изучая образцы Рюгу с помощью электронной голографии, обнаружили нечто удивительное — немагнитные фрамоиды. Фрамоиды — это сферические агрегаты микроскопических кристаллов, обычно состоящие из магнетита. Но в образцах Рюгу эти фрамоиды, сохранив форму и состав, потеряли свои магнитные свойства.
Ученые назвали эти необычные фрамоиды «псевдомагнетитом». Исследование показало, что причиной потери магнетизма стало столкновение с микрометеоритом, разогревшим поверхность Рюгу до 1000 градусов Цельсия. В результате этого столкновения часть магнетита превратилась в вюстит — немагнитный минерал.
Но это еще не все. Рядом с псевдомагнетитом исследователи обнаружили множество микроскопических частиц металлического железа, обладающих вихревой магнитной структурой. Эти частицы, вероятно, образовались из магнетита в результате того же столкновения с микрометеоритом.
Такие столкновения, как выяснилось, происходили на Рюгу довольно часто. И хотя каждый удар затрагивал лишь небольшую область, общее количество образовавшихся частиц металлического железа оказалось огромным — порядка 10 тысяч на один микрометеорит.
Что же это значит? А значит это, что металлическое железо, образовавшееся в результате космического выветривания, может хранить в себе информацию о магнитном поле в Солнечной системе после рассеивания газопылевого диска, из которого возникли планеты. Это открывает перед учеными новые возможности для изучения эволюции магнитного поля в Солнечной системе и, возможно, даже магнитных полей самих астероидов.
Таким образом, микрометеориты, подобно космическим вандалам, «испортили» магнитные свойства магнетита на поверхности Рюгу. Но, как это часто бывает, вандализм оказался созидательным — он помог ученым раскрыть новые тайны прошлого Солнечной системы.
Могут ли микрометеоритные бомбардировки изменить орбиту астероида?
Хотя отдельные удары микрометеоритов не оказывают значительного влияния на орбиту астероида, их кумулятивный эффект в течение миллионов лет может привести к небольшим изменениям. Эффект Ярковского — изменение орбиты астероида из-за неравномерного нагрева его поверхности солнечным излучением — может быть усилен микрометеоритными бомбардировками, изменяющими тепловые свойства поверхности.
Если псевдомагнетит — это «испорченный» магнетит, то как отличить его от «настоящего» магнетита в метеоритах?
Определить псевдомагнетит в метеоритах сложно, так как он имеет схожую с магнетитом структуру и состав. Однако, электронная голография позволяет визуализировать магнитные домены и выявить отсутствие магнитных свойств у псевдомагнетита.
Если космическое выветривание так сильно изменяет свойства поверхности астероидов, можно ли доверять данным дистанционного зондирования?
Данные дистанционного зондирования, конечно, необходимо интерпретировать с учетом влияния космического выветривания. Например, слабая полоса поглощения на длине волны 2,7 мкм, характерная для астероидов класса C, может свидетельствовать не столько о наличии воды в их недрах, сколько о дегидратации поверхности под воздействием космического выветривания.