Британская национальная синхротронная установка Diamond Light Source использовалась большим международным сотрудничеством для изучения осколков, собранных с околоземного астероида, чтобы углубить наше понимание эволюции нашей Солнечной системы.
Исследователи из Университета Лестера доставили фрагмент астероида Рюгу на линию I14 нанозонда Diamond, где была использована специальная техника, называемая рентгеновской абсорбционной спектроскопией ближнего края (XANES), для картирования химических состояний элементов в материале астероида, чтобы изучить его состав в мельчайших деталях. Команда также изучила зерна астероида с помощью электронного микроскопа в Центре электронных физических наук Diamond (ePSIC).
Джулия Паркер — главный ученый I14 в Diamond. Она сказала: «Рентгеновский нанозонд позволяет ученым исследовать химическую структуру своих образцов в масштабах от микрона до наноразмера, что дополняется разрешением изображения от нано до атома в ePSIC. Очень интересно иметь возможность способствовать пониманию этих уникальных образцов и работать с командой в Лестере, чтобы продемонстрировать, как методы на линии луча и, соответственно, в ePSIC могут принести пользу будущим миссиям по возврату образцов».
Данные, собранные на Даймонде, способствовали более широкому изучению следов космического выветривания на астероиде. Нетронутые образцы астероидов позволили сотрудникам изучить, как космическое выветривание может изменить физический и химический состав поверхности углеродистых астероидов, таких как Рюгу.
Исследователи обнаружили, что поверхность Рюгу обезвожена и, вероятно, в этом виновато космическое выветривание. Результаты исследования, опубликованные сегодня в журнале Nature Astronomy , привели авторов к выводу, что астероиды, которые кажутся сухими на поверхности, могут быть богаты водой, что потенциально требует пересмотра нашего понимания распространенности типов астероидов и истории образования планеты. пояс астероидов.
Рюгу — околоземный астероид диаметром около 900 метров, впервые обнаруженный в 1999 году в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Он назван в честь подводного дворца Бога-Дракона в японской мифологии. В 2014 году японское государственное космическое агентство JAXA запустило Hayabusa2, миссию по возврату образцов астероида, чтобы встретиться с астероидом Рюгу и собрать образцы материала с его поверхности и недр.
Космический аппарат вернулся на Землю в 2020 году, выпустив капсулу с драгоценными фрагментами астероида. Эти небольшие образцы были отправлены в лаборатории по всему миру для научных исследований, в том числе в Школу физики и астрономии Университета Лестера и в Космический парк, где Джон Бриджес, один из авторов статьи, является профессором планетологии.
Джон сказал: «Эта уникальная миссия по сбору образцов из самых примитивных, углеродистых строительных блоков Солнечной системы требует самой детальной микроскопии в мире, и именно поэтому JAXA и команда мелкозернистой минералогии хотели, чтобы мы проанализировали образцы на рентгеновском снимке Даймонда. линия луча нанозонда Мы помогли выявить природу космического выветривания на этом астероиде с ударами микрометеоритов и солнечным ветром, создающим обезвоженные змеевидные минералы, и связанным с этим восстановлением от окисленного Fe 3+ до более восстановленного Fe 2+ .
«Важно накопить опыт изучения образцов, возвращенных с астероидов, как в миссии «Хаябуса-2», потому что вскоре на Землю вернутся новые образцы с других типов астероидов, Луны и в течение следующих 10 лет с Марса. иметь возможность выполнять некоторые критические анализы благодаря нашему оборудованию в Diamond и электронным микроскопам в ePSIC».
Строительные блоки Рюгу — это остатки взаимодействия воды, минералов и органических веществ в ранней Солнечной системе до формирования Земли. Понимание состава астероидов может помочь объяснить, как развивалась ранняя Солнечная система, а затем и как сформировалась Земля. Они могут даже помочь объяснить, как возникла жизнь на Земле, поскольку считается, что астероиды доставили на планету большую часть воды, а также органических соединений , таких как аминокислоты , которые являются основными строительными блоками, из которых построена вся человеческая жизнь.
Информация, полученная из этих крошечных образцов астероидов, поможет нам лучше понять происхождение не только планет и звезд, но и самой жизни. Будь то фрагменты астероидов, древние картины или неизвестные вирусные структуры, на синхротроне ученые могут изучать свои образцы с помощью машины, которая в 10 000 раз мощнее традиционного микроскопа.
