Исследование воздействия межпланетного пространства на астероид Рюгу

Концептуальная иллюстрация исследования. Автор: Yuki Kimura

В исследованиях использовались электронные волны, проникающие в образцы, чтобы раскрыть детали их структуры, а также магнитные и электрические свойства, метод, называемый электронной голографией.

Хаябуса-2 достиг астероида Рюгу 27 июня 2018 года, собрал образцы во время двух деликатных приземлений, а затем вернул сброшенные образцы на Землю в декабре 2020 года. В настоящее время космический корабль продолжает свое путешествие в космосе и планирует наблюдать еще два астероида в 2029 году и 2031.

Одним из преимуществ сбора образцов непосредственно с астероида является то, что он позволяет исследователям изучать долгосрочные последствия его воздействия на космическую среду. «Солнечный ветер» частиц высокой энергии от Солнца и бомбардировка микрометеороидами вызывают изменения, известные как космическое выветривание.

Точно изучить эти изменения, используя большинство образцов метеоритов, естественным образом приземлившихся на Землю, невозможно, отчасти из-за их происхождения из внутренних частей астероида, а также из-за эффектов их огненного спуска через атмосферу.

Частицы магнетита (круглые частицы), вырезанные из образца Рюгу. (A) Изображение, полученное просвечивающей электронной микроскопией в ярком поле. (B) Изображение распределения магнитного потока, полученное с помощью электронной голографии. Концентрические круговые полосы, видимые внутри частиц, соответствуют магнитным силовым линиям. Они называются вихревыми магнитными доменными структурами и более стабильны, чем обычные жесткие диски, которые могут записывать магнитные поля более 4,6 миллиардов лет. (Юки Кимура и др. Nature Communications. 29 апреля 2024 г.). Автор: Yuki Kimura, et al. Nature Communications. April 29, 2024

Наночастицы железа распределены вокруг псевдомагнетита. (А) Темнопольное изображение, полученное с помощью сканирующего просвечивающего электронного микроскопа. (B) Соответствующее изображение распределения железа. Белые стрелки указывают наночастицы железа. (C) Изображение распределения магнитного потока в центральной области A и B. В псевдомагнетите не видно линий магнитного поля, тогда как внутри частиц железа можно увидеть концентрические вихревые магнитные доменные структуры, как показано черными стрелками. (Юки Кимура и др. Nature Communications. 29 апреля 2024 г.). Автор: Yuki Kimura, et al. Nature Communications. April 29, 2024

«Признаки космического выветривания, которые мы обнаружили непосредственно, дадут нам лучшее понимание некоторых явлений, происходящих в Солнечной системе», — говорит Кимура. Он объясняет, что сила магнитного поля в ранней Солнечной системе уменьшалась по мере формирования планет, и измерение остаточной намагниченности на астероидах может дать информацию о магнитном поле на самых ранних стадиях развития Солнечной системы.

Кимура добавляет: «В будущей работе наши результаты также могут помочь выявить относительный возраст поверхностей безвоздушных тел и помочь в точной интерпретации данных дистанционного зондирования, полученных от этих тел».

Одним из особенно интересных открытий было то, что мелкие минеральные зерна, называемые фрамбоидами, состоящие из магнетита, формы оксида железа, полностью утратили свои нормальные магнитные свойства. Исследователи предполагают, что это произошло из-за столкновения с высокоскоростными микрометеороидами диаметром от 2 до 20 микрометров.

Фрамбоиды были окружены тысячами наночастиц металлического железа. Будем надеяться, что будущие исследования этих наночастиц позволят лучше понять магнитное поле, которое астероид испытывал в течение длительных периодов времени.

«Хотя наше исследование в первую очередь преследует фундаментальный научный интерес и понимание, оно также может помочь оценить степень деградации, которая может быть вызвана столкновением космической пыли с роботизированными или пилотируемыми космическими кораблями на высокой скорости», — заключает Кимура.

Больше информации: Nonmagnetic framboid and associated iron nanoparticles with a space-weathered feature from asteroid Ryugu, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-47798-0

Источник: Hokkaido University