Изучая доставленные на Землю зондом «Хаябуса-2» образцы грунта с астероида Рюгу, ученые выявили в нем карбонаты натрия, хлориды и сульфаты (соли хлора и серы). Эти соединения указывают на то, что на родительском теле астероида когда-то присутствовала соленая вода.
Цветное микроскопическое изображение отложения карбоната натрия на образце Рюгу / © KyotoU/Toru Matsumoto
«Обломок» диаметром 870 метров, образовавшийся из фрагментов более крупного тела, — околоземный астероид Рюгу — открыли в 1999 году и выбрали в качестве цели для посещения и взятия образцов грунта японской межпланетной станцией «Хаябуса-2».
По возвращении зонда на Землю в 2020 году изучение образцов позволило определить возраст астероида (примерно девять миллионов лет) и установить, что он сформировался за «снеговой линией» — это область в Солнечной системе, где замерзают и конденсируются простые летучие соединения. Известно и то, что породы Рюгу близки к так называемым CI-хондритам — древнейшим и наиболее обогащенным водой и органикой метеоритам.
Теперь авторы нового исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy, выяснили, что породы родительского тела Рюгу интенсивно взаимодействовали с концентрированным щелочным раствором. Если говорить проще, то на нем когда-то циркулировала соленая вода.
Применив комплексный метод анализа, включающий электронную микроскопию и рентгеновскую дифракцию на синхротроне, международная исследовательская группа под руководством Тору Мацумото (Toru Matsumoto) из Киотского университета в Японии однозначно определила в структуре грунта породы карбоната натрия Na₂CO₃, а также крошечные кристаллы галита (поваренная соль) и сульфатов. Это прямое свидетельство того, что на позднем этапе геологической истории родительского тела астероида на его поверхности существовали щелочные «рассолы» с высокой концентрацией натрия, углекислоты и хлора.
Поскольку ранее исследователи установили, что драгоценные образцы грунта, направленные на изучение в Имперский колледж Лондона (Великобритания), оказались загрязнены земными микробами, несмотря на все протоколы биологической защиты, на этот раз ученые воспользовались другими образцами, сохраненными в герметичных капсулах «Хаябусы-2». Такая «безвоздушная» консервация материала наряду с комплексным методом анализа позволила наблюдать соли в их «родном» состоянии, без искажений.
Ученые также отметили, что CI-метеориты, найденные на Земле, за время «жизни» в атмосфере и на поверхности подвержены загрязнению или выветриванию. То есть некоторые соли, существовавшие изначально, часто вымываются, не сохраняясь в чистом виде. Значит, если бы образцы Рюгу подверглись воздействию земной атмосферы, соли легко растворились бы (как это нередко случается с метеоритами). Однако этого не произошло.
Более того, часть солей обнаружили на поверхностных трещинах и сколах фрагментов Рюгу. Это, по мнению авторов научной работы, указывает на то, что «соляные включения» неслучайны: они действительно образовались в результате древнего взаимодействия воды и породы, а не земного загрязнения при хранении.
Так как подобные соли — частый «след» испарения или замерзания сильно минерализованной воды (на Земле они формируются в соленых озерах при испарении, но в условиях космоса вода может переходить в лед при низкой температуре, а «оставшийся» концентрат — осаждать соли), исследователи заключили, что на Рюгу шел сложный процесс охлаждения и потери воды, вероятно, через трещины (когда жидкая вода испарялась в космическое пространство или замерзала в «карманах»). При этом после обильного осаждения карбонатов натрия в этих же пустотах постепенно образовывались кристаллы галита NaCl.
Результаты нового анализа грунта Рюгу также позволили предположить, что за пределами главного пояса астероидов (а возможно, и у орбиты Юпитера) в ранней Солнечной системе обращались тела с большим количеством льда и CO₂ и потенциально обладали подходящими условиями для зарождения простейших форм жизни.
К слову, похожие щелочные соли находят на карликовой планете Церере. Еще они могут присутствовать в подледных океанах таких лун газовых гигантов, как Европа (Юпитер) и Энцелад (Сатурн).
