Обнаружены новые данные о малой планете "Рюгу"
1 декабря восемь университетов и исследовательских центров Японии, включая Киотский университет, университет Кюсю, университет Хиросимы, университет Тохоку, университет Хоккайдо, Токийский университет, университет Осаки и Исследовательский институт океанологии (JAMSTEC), объявили о новых результатах исследования песка малой планеты "Рюгу". Оказалось, что поверхность песчинок покрыта нитридом железа (Fe4N). Результаты исследования были опубликованы в журнале "Nature Astronomy".
Особенности исследования
В исследовании принимали участие около 80 ученых под руководством Мацумото Тору, Ногути Такааки, Мияке Рё и Исин Ёхэй из Киотского университета, а также Харита Мицутака из Института химических исследований Киотского университета. Соединения азота, включая аммиак (NH3), считаются важными материалами для жизни и химической эволюции солнечной системы. Недавние исследования малых планет и наземные наблюдения показали, что в кометах и телах, обращающихся на дальних орбитах от Солнца, содержатся большие количества твердых соединений азота, таких как аммоний. Однако до сих пор не было ясно, как эти соединения азота, которые могут служить материалом для жизни, попали на земную орбиту.
Роль "космической погоды"
Поверхность малой планеты "Рюгу" долго подвергалась воздействию космического пространства, опыт присутствия в котором включал столкновения с мелкими метеоритами и облучение солнечным ветром. Эти явления вызывают изменения, которые называют "космической погодой". В рамках данного исследования ученые исследовали следы "космической погоды" в образцах с "Рюгу", чтобы получить информацию о материале, идущем на орбиты от Земли до Марса (0.96-1.42 астрономических единиц).
Обнаружение нитрида железа
Исследовательская группа использовала сканирующий электронный микроскоп для изучения микроструктуры поверхности проб, привезенных с "Рюгу". В "Рюгу" обнаружились соединения железа, такие как магнетит (Fe3O4) и сульфид железа (Fe-Ni-S), которые образовались в результате реакции воды и минералов. Результаты наблюдений показали, что поверхность магнетита, подвергшегося воздействию космического пространства, очень пористая.
Сложная структура
Далее они использовали просветляющий электронный микроскоп для наблюдения за разрезом поверхности магнетита. Они обнаружили, что на глубине нескольких десятков нанометров от поверхности находится слой с множеством пор. В этом слое обнаружены две вещи: (A) магнетит в образце с "Рюгу". Он вырос в воде, присутствующей внутри тела, и имеет округлую форму. Поверхность магнетита очень пористая, и это свойство наблюдается только на поверхностях, подвергшихся воздействию космического пространства. (B) Образец перереза округлого магнетита. Распределение элементов окрашено. На поверхности виден слой, богатый железом и азотом (зеленый). Нитрид железа покрывает поверхность толщиной несколько десятков нанометров.
Перспективы исследования
По мнению исследовательской группы, рост минерального азота на поверхности малого тела до сих пор не был известен. Поэтому они обсудили особое окружение, которое поверхность песчинок "Рюгу" испытала для объяснения механизма роста нитрида железа. На поверхности магнетита сначала водородные ионы, составляющие солнечный ветер, вбиваются в поверхность магнетита и т.д., в результате чего магнетит восстанавливается и образуется металлическое железо. Затем, по всей видимости, металлическое железо реагировало с соединениями азота, в результате чего образовался нитрид железа.
Азот и происхождение жизни
Таким образом, исследование показало, что аммиак и другие соединения азота могут быть перенесены в район околоземной орбиты, где находится "Рюгу". Это указывает на то, что больше соединений азота, чем предполагалось ранее, могут быть перенесены в район Земли в солнечной системе и стать материалом для жизни. Кроме того, эти результаты могут стимулировать исследования состава пыли, летящей от комет к Земле (космической пыли), соединений азота, переносимых на поверхность Луны, и происхождения азота, служащего материалом для жизни, переносимого на раннюю Землю. С другой стороны, происхождение азота в нитриде железа, то есть, какое тело оно прилетело, все еще не полностью понято, и ожидается, что в будущих исследованиях будет проведен анализ изотопов азота и т.д., чтобы более точно установить происхождение соединений азота на поверхности малой планеты.