Астероид Рюгу является связующим звеном в планетарной формации

Примерно три четверти из них - это богатые углеродом астероиды класса С, подобные 162173 Рюгу, который был целью японской миссии Hayabusa2 в 2018 и 2019 годах. Сейчас космический корабль находится на обратном пути к Земле. Многие ученые, в том числе исследователи планет из Немецкого аэрокосмического центра (DLR), тщательно изучали эту космическую "груду", диаметром почти 1 километр и которая может приблизиться к Земле. Инфракрасные изображения, полученные Hayabusa2, теперь опубликованы в научном журнале Nature. Они показывают, что астероид состоит почти полностью из высокопористого материала. Рюгу был сформирован в основном из фрагментов родительского тела. Высокая пористость и связанная с этим низкая механическая прочность фрагментов породы, составляющих Рюгу, гарантируют, что такие тела распадаются на многочисленные фрагменты при входе в атмосферу Земли. По этой причине богатые углеродом метеориты очень редко встречаются на Земле, ведь атмосфера защищает планету от них.

Исследование глобальных свойств Рюгу подтверждает и дополняет выводы о месте посадки на Рюгу, полученные немецко-французским подвижным ровером MASCOT во время полета на Хаябуса-2. «Хрупкие, высокопористые астероиды, такие как Рюгу, являются связующим звеном в эволюции космической пыли в массивные небесные тела», - говорит Матиас Гротт из Института исследования планет DLR, один из авторов публикации. «Это закрывает пробел в нашем понимании формирования планет, поскольку мы едва ли когда-либо могли обнаружить такой материал в метеоритах, найденных на Земле».

Осенью 2018 года ученые, работающие с Тацуаки Окада из JAXA, проанализировали температуру поверхности астероида в нескольких сериях измерений, выполненных с помощью тепловизора (TIR) ??на борту Hayabusa2. Эти измерения были сделаны в диапазоне длин волн от 8 до 12 микрометров в течение дневных и ночных циклов. В процессе они обнаружили, что, за очень немногими исключениями, при воздействии солнечного света поверхность нагревается очень быстро. «Быстрое потепление после восхода солнца, примерно от -43 градусов Цельсия до +27 градусов Цельсия, говорит о том, что составляющие части астероида имеют как низкую плотность, так и высокую пористость», - объясняет Гротт. Около 1% валунов на поверхности были холоднее и более похожи на метеориты, найденные на Земле. «Это могут быть более массивные фрагменты изнутри исходного родительского тела, или они были получены из других источников и упали на Рюгу», - добавляет Йорн Хелберт из Института исследования планет DLR.

Хрупкая пористая структура астероидов класса С может быть похожа на структуру планетезималей, которые образовались в первичной солнечной туманности и нарастали во время многочисленных столкновений при образовании планет. Большая часть коллапсирующей массы до солнечного облака газа и пыли накапливалась на молодом Солнце. Когда критическая масса была достигнута, в ее ядре начался процесс тепловыделения ядерного синтеза.

Оставшаяся пыль, лед и газ накапливаются во вращающемся аккреционном диске вокруг вновь образовавшейся звезды. Под действием силы тяжести первые планетезимали были сформированы на этом диске примерно 4,5 миллиарда лет назад. Планеты и их луны сформировались из этих планетезималей после сравнительно короткого периода, всего 10 миллионов лет. Многие второстепенные тела - астероиды и кометы - остались. Они не смогли агломерировать с образованием дополнительных планет из-за гравитационных возмущений, особенно вызванных Юпитером - безусловно самой большой и самой массивной планеты.

Но процессы в начале истории Солнечной системы еще не до конца понятны. Многие теории основаны на моделях и еще не подтверждены наблюдениями, отчасти потому, что следы этих ранних времен редки. «Поэтому исследования по этому вопросу в первую очередь зависят от внеземного вещества, которое достигает Земли из глубин Солнечной системы в форме метеоритов», - объясняет Хелберт. Он содержит компоненты со времен, когда Солнце и планеты были только сформированы. «Кроме того, нам нужны такие миссии, как Hayabusa2, чтобы посетить второстепенные тела, которые образовались на ранних стадиях солнечной системы, чтобы подтвердить, дополнить или опровергнуть существующие модели».

Летом 2019 года результаты миссии по посадке MASCOT показали, что посадочная площадка на Рюгу была в основном засыпана большими, высокопористыми и хрупкими валунами. «Опубликованные результаты подтверждают результаты исследований с помощью радиометра DLR MARA на MASCOT», - сказал Матиас Гротт, главный исследователь MARA. «Стало ясно, что анализируемая MARA порода типична для всей поверхности астероида. Это также подтверждает, что фрагменты обычных астероидов класса С, таких как Рюгу, легко распадаются из-за низкой внутренней прочности при входе в атмосферу Земли».

3 октября 2018 года MASCOT приземлился на Рюгу в свободном падении. Аппарат перемещался по поверхности с помощью вращающегося поворотного рычага. Это позволило повернуть MASCOT на «правую» сторону и даже совершать прыжки на поверхности астероида из-за низкого гравитационного притяжения Рюгу. В общей сложности MASCOT проводил эксперименты на Рюгу в течение примерно 17 часов.

Hayabusa2 нанёс на карту астероид с орбиты с высоким разрешением, а позже получил образцы первичного тела с двух посадочных площадок. В настоящее время они запечатаны в транспортную капсулу и летят на Землю на космическом корабле. Капсула должна приземлиться в Австралии в конце 2020 года. Исследователи предполагают, что материал Рюгу химически подобен материалу хондритных метеоритов, которые также находят на Земле. Хондры - это небольшие скальные сферы размером с миллиметр, которые образовались в исконной солнечной туманности 4,5 миллиарда лет назад и считаются строительными блоками планетарного образования.

Но до сих пор ученые не могут исключить возможность того, что они сделаны из богатого углеродом материала, такого как найденный на комете 67P / Чурюмова-Герасименко в рамках миссии ESA Rosetta с посадочным аппаратом Philae, управляемым DLR. Анализы образцов из Рюгу, некоторые из которых будут проведены в DLR, ожидаются с нетерпением.