Почему астрономы изучают образцы из других миров?

Как ученые анализируют образцы из других миров и что мы можем из них узнать?

• Пенни Вознякевич

Опубликовано: 1 октября 2021 г., 11:23
Поделиться через фейсбук
Поделиться в твиттере
Поделиться на Pinterest
Поделиться на реддите
Поделиться в блоге
Электронная почта другу

Рано утром 6 декабря 2020 года капсула JAXA для возврата проб Хаябуса-2 снова вошла в атмосферу Земли, пронеслась по небу над Южной Австралией и приземлилась на испытательном полигоне Вумера.

Рекламное объявление

Ученые всего мира стремились увидеть драгоценный груз, который он нес — образцы с астероида 162173 Рюгу, С-типа или углеродсодержащего астероида.

Астероиды типа C содержат большое количество углерода и водосодержащих минералов и считаются одними из самых древних объектов в нашей Солнечной системе, сохраняя материалы, которые могут помочь нам понять, как Солнечная система формировалась и развивалась, чтобы стать тем, что мы видим сегодня. .

Еще о космических камнях:

• Наука о космических камнях
• Как собаки могут помочь в охоте на метеориты

Эти образцы начнут поступать к членам группы первоначального анализа Hayabusa2. Одну британскую группу, готовую получить образцы, возглавляет профессор Джон Бриджес из Университета Лестера.

Он изучил материалы нескольких из этих так называемых миссий по возвращению образцов и ожидает, что Рюгу многому нас научит об астероидах, без сомнения, преподнесет один или два сюрприза по пути.

Ссылаясь на образцы комет, доставленные миссией НАСА «Звездная пыль», профессор Бриджес вспоминает, что:

«Звездная пыль изменила наш взгляд на кометы — это был не просто пыльный ледяной шар, которого мы ожидали. Я ожидаю, что Hayabusa2 изменит наш взгляд на астероиды C-типа, чтобы раскрыть богатую и подробную историю о воде и минералогии в древней Солнечной системе. "

Анализ космических образцов под микроскопом

Учитывая, что общий вес образцов Hayabusa2 оценивается примерно в 5,4 г (огромный успех, учитывая, что целью было всего 0,1 г), каждая исследовательская группа может рассчитывать на получение образцов, состоящих всего из нескольких зерен.

Тем не менее, современные аналитические методы смогут выявить огромное количество информации.

Профессор Бриджес и его коллега доктор Леон Хикс (также в Лестере) будут использовать ряд электронных микроскопов, а также синхротронную установку Diamond Light Source в Оксфордшире, которая действует как гигантский электронный микроскоп.

Изучая минералы, присутствующие в зернах, можно делать интерпретации об условиях, существовавших на Рюгу, и, следовательно, о том, как он развивался с течением времени, поскольку у каждого минерала есть особые условия, при которых он будет формироваться.

Больше похоже на это

Например, некоторые из них образуются только при отсутствии кислорода, некоторые — при определенных сочетаниях давления и температуры, а некоторые — только в присутствии жидкой воды.

Изучение воды и органических веществ, присутствующих в Рюгу, представляет интерес, поскольку удары астероидов и комет могли быть причиной того, как такие материалы были доставлены на Землю в прошлом.

Миссии по возврату образцов, такие как Hayabusa2, бесспорно полезны, предоставляя образцы с известным происхождением и позволяя тщательно контролировать обработку после сбора, чтобы не произошло загрязнения.

Однако они дороги и чрезвычайно сложны. Следовательно, образцы были возвращены только с нескольких объектов Солнечной системы, а Хаябуса-2 — это всего лишь второй образец, возвращенный с астероида.

Космический камень Винчкомб

К счастью, эти образцы — не единственный способ приблизиться к астероидам, так как большинство метеоритов также являются их фрагментами.

Действительно, считается, что углеродсодержащие метеориты являются образцами примитивных астероидов С-типа, таких как Рюгу, что подтверждается образцами Хаябусы-2.

Углеродные метеориты составляют менее 5% метеоритных «падений» — те, которые наблюдались за прибытием и, следовательно, вероятно, собирались до того, как они могли быть загрязнены и изменены богатой и активной средой Земли.

Однако, как назло, один из них был недавно обнаружен в Великобритании — метеорит Винчкомб, названный в честь города в Глостершире, куда он упал в феврале 2021 года.

Было собрано около 600 г материала, который анализируется в исследовательских центрах по всей стране, в том числе в Университете Лестера, что дает дополнительную возможность исследовать примитивные астероиды и фантастический образец для сравнения с материалом из Рюгу.

Будущие миссии по возврату образцов

Миссии по возвращению образцов, похоже, сделают 2020-е годы захватывающим временем для планетарной науки.

Китайский Chang’e 5 вернул около 2 кг лунных образцов в конце прошлого года, а в сентябре 2023 года должны прибыть новые образцы астероидов типа C с 101955 Бенну благодаря миссии НАСА OSIRIS-REx.

В этом десятилетии также рассматриваются дальнейшие миссии на Луну, астероиды, кометы и даже на Марс и его спутник Фобос.

Вдобавок к этому постоянно растущий охват и популярность сетей болидов, таких как сети UK Fireball Alliance (UKFAll), и даже камер видеонаблюдения и видеорегистраторов, способных записывать метеоры, означает, что мы можем ожидать, что свежие «осенние» образцы будут собираться чаще. (подробнее об этом читайте в нашем руководстве о том, как обнаруживать метеоры с помощью Raspberry Pi).

Это, несомненно, приведет к новым открытиям, которые проверят существующие теории о формировании и эволюции Солнечной системы и, возможно, даже о нашем происхождении, так что следите за этим пространством. Впереди увлекательные времена.

Изучение космических камней

Что мы узнали из космических камней, которые уже были возвращены на Землю?

Лунный

Программы НАСА «Аполлон» и «Советская Луна» вернули 382 кг и 326 г соответственно, предоставив средства для изучения и датирования лунной поверхности, а также датирования поверхностей других планет на основе количества кратеров на них.

комета

Миссия НАСА «Звездная пыль» вернула образцы кометы 81P/Wild в январе 2004 года. Собранные несколько сотен микрограммов свидетельствовали об обширном переносе материала между внутренней и внешней Солнечной системой.

Астероидный

Миссия JAXA Хаябуса вернула первые образцы астероида с 25143 Итокава в июне 2010 года. Состоящие из менее миллиграмма материала, они связали хондритовые метеориты с астероидами S-типа и обнаружили воду и органические вещества.

Рекламное объявление

Эта статья впервые появилась в октябрьском выпуске журнала за 2021 г. Журнал BBC Sky at Night.