Астероиды чрезвычайно важны для понимания ранней истории Солнечной системы. Эти куски камня и пыли были с нами с самого начала и не подверглись столь сильным изменениям в результате процессов формирования планет, как, например, Земля. Поэтому учёные были очень взволнованы, когда несколько лет назад «Хаябуса-2» доставила образцы с «Рюгу». Однако, когда они начали анализировать магнитные свойства этих образцов, разные исследовательские группы пришли к разным выводам.
Предполагая, что эти противоречивые результаты были вызваны небольшим размером образцов, в новой статье, опубликованной в JGR Planets, Масахико Сато и его коллеги из Токийского университета описали исследование гораздо большего количества образцов, чтобы наконец изучить магнитную историю этих первых в истории образцов астероидов.
Почему же это исследование важно для понимания ранней Солнечной системы? Когда формировались астероиды, на них отчасти влияли магнитные поля, существовавшие в то время в Солнечной системе. Именно эти магнитные поля притягивали газ и пыль, из которых впоследствии образовались планеты, поэтому для построения стройной теории формирования планет необходимо хорошо понимать, насколько сильными (или слабыми) они были.
Вероятно, существующие на нашей планете магнитные поля могут влиять на результаты измерений. Например, метеориты, которые в основном представляют собой образцы астероидов, полученные нами более естественным путём (то есть упавшие на поверхность планеты под действием гравитации), слишком сильно подвержены воздействию магнитного поля Земли, чтобы дать учёным ту информацию о ранней Солнечной системе, которую они ищут. Чтобы предотвратить такое загрязнение, образцы с «Рюгу» изолировали во время спуска и входа в атмосферу, а после вскрытия капсул с ними обращались крайне осторожно.
Но, несмотря на все эти меры предосторожности, несколько групп, изучавших образцы с магнитной точки зрения, пришли к совершенно разным выводам. Одна из них заявила, что образцы обладают стабильной магнитной «памятью» ранней Солнечной системы. Другая обнаружила, что астероид сформировался в «мёртвой зоне», где магнитного поля практически не было. А третья утверждала, что любые сигналы магнитного поля, обнаруженные в других исследованиях, всё равно были вызваны случайным загрязнением магнитными полями Земли.
Согласно новой статье, проблема заключалась в небольшом размере выборки, на которой были основаны первоначальные работы. В общей сложности в других исследованиях было изучено всего семь образцов, доставленных с астероида. Чтобы решить эту проблему, авторы новой статьи решили проанализировать 28 из них — в четыре раза больше, чем изучалось ранее, что значительно улучшает статистическую значимость результатов.
Определить, «запоминает» ли порода магнитное поле, в котором она образовалась, — задача довольно тонкая. Когда магнитные минералы образуются или остывают внутри магнитного поля, их внутренние микроскопические структуры, называемые доменами, выравниваются в направлении действия поля. Как только порода затвердевает, эти направления фиксируются, что позволяет учёным определить, в какую сторону было направлено магнитное поле и насколько оно было сильным. Но сначала необходимо удалить более слабое, более современное магнитное загрязнение, что учёные и сделали с помощью пошагового размагничивания в переменном поле.
После очистки от современных загрязнений 28 образцов «рассказали» относительно чёткую историю. Двадцать три из них демонстрировали стабильную магнитную память, в то время как пять — нет. Интересно, что сила поля в тех образцах, где она присутствовала, варьировалась от 16,3 микротесла (мкТл) до 174 мкТл — для сравнения: магнитное поле Земли составляет около 50 мкТл. Причём в некоторых из этих образцов магнитные записи указывали в нескольких разных направлениях в пределах одного образца.
Этот последний момент доказал, что «записи» не были вызваны загрязнением, поскольку магнитное поле Земли постоянно направлено только в одну сторону. Эти конкретные образцы, вероятно, были намагничены до того, как они слились воедино, образовав астероид Рюгу. Возможно, это произошло в условиях, когда они соприкасались друг с другом в окружении жидкой воды. Материал, сохранивший эти магнитные «записи», известный как фрамбоидальный магнетит, образуется в результате взаимодействия жидкой воды с горной породой в процессе, называемом водной альтерацией. Таким образом, в какой-то момент в прошлом в недрах Рюгу текла жидкая вода, которая химически изменила породу, а затем зафиксировала магнитное поле, когда порода затвердела.
Авторы оценивают, что этот процесс произошёл примерно через 3,1–6,8 миллиона лет после образования самых первых твёрдых тел в Солнечной системе. Таким образом, Рюгу действительно является образцом ранней Солнечной системы. Теперь, когда мы лучше понимаем магнитную среду тех ранних времён, следующим шагом станет обновление моделей формирования планет с учётом этой новой информации. Кто бы мог подумать, что несколько крупинок грязи из кучи обломков, плавающих в космосе, окажут такое влияние на наше понимание Вселенной.
