Космічний пил з дахів будівель вказав на невідомі астероїди біля Землі

Частина космічного пилу, що щодня осідає на поверхні Землі, може походити від досі невідомого типу астероїдів на навколоземній орбіті. До такого висновку дійшли вчені, які дослідили мікрометеорити з незвичайним хімічним складом, що не відповідає жодній із відомих груп метеоритів.

Щодня на Землю потрапляє величезна кількість мікроскопічних частинок космічного походження. Більшість із них — мікрометеорити, що витримують проходження крізь атмосферу. Для науковців це доступне джерело інформації про тіла Сонячної системи: їх можна збирати й вивчати без дорогих космічних місій. Втім, встановити походження таких частинок вдається не завжди, особливо якщо їхні батьківські тіла ще не відкриті або відсутні в існуючих каталогах.

Особливий інтерес у дослідженні становлять так звані космічні сферули — мікрометеорити, що під час входу в атмосферу повністю розплавляються й набувають майже ідеальної кулястої форми. Через сильний нагрів їхня первинна мінеральна структура руйнується, що суттєво ускладнює пошук їхнього джерела. У деяких випадках допомагають ізотопи кисню, які слугують своєрідним хімічним «відбитком пальця». Проте близько 10% сферул мають незвично низький вміст кисню-16 і не збігаються з жодною відомою групою метеоритів. Дослідники відносять такі частинки до так званої четвертої групи.

Автори нової роботи зосередилися на сферулах із характерною текстурою CumPo, яка вирізняється скупченнями кристалів олівіну, що поступово збільшуються від одного боку сферули до іншого. Для аналізу вчені дослідили десять таких сферул, знайдених в Антарктиді, а також аналогічні частинки з колекції, зібраної на дахах міських будівель. Використовувалися електронна мікроскопія, мікрозондові дослідження та методи вимірювання ізотопного складу кисню SIMS і NanoSIMS.

Обидві колекції виявилися практично ідентичними за характеристиками. На основі отриманих даних учені виділили новий різновид космічних сферул, багатих на сірку, позначивши його SCumPo. Ці частинки мають низку відмінних рис: майже повна відсутність магнетиту, часта присутність крапель заліза, нікелю та сірки, низький вміст нікелю в кристалах олівіну і незвично високий вміст сірки у склоподібній масі. Усе це свідчить про вкрай відновлювальні умови під час проходження крізь атмосферу.

Особливо цікавою знахідкою стали ділянки з одночасно високим і низьким вмістом кисню-16 всередині окремих сферул. Таке поєднання майже не зустрічається в природі й, на думку авторів, вказує на те, що вихідний космічний пил був сумішшю щонайменше двох різних компонентів. Один із них мав ізотопні характеристики, типові для безводних фаз вуглистих хондритів, а другий — незвичайний склад, що не збігається з жодним відомим типом метеоритів, хоча нагадує матеріал загадкової четвертої групи.

Числове моделювання осідання кристалів під час гальмування частинок в атмосфері показало, що спостережувана структура сферул найкраще формується за швидкості входу близько 14–17 кілометрів на секунду. Такі швидкості відповідають об’єктам із витягнутими орбітами та ексцентриситетом понад 0,2, що характерно для навколоземних астероїдів, а не для більшості тіл головного поясу. На думку дослідників, батьківським тілом SCumPo міг бути невідомий примітивний вуглистий астероїд, багатий на сульфіди, пов’язаний із сімейством вуглистих хондритів CM–CO–CY. Якщо такий астероїд вдасться виявити в майбутньому, це стане одним із найважливіших відкриттів у вивченні речовини Сонячної системи.