Новое исследование астероида Веста раскрывает ранее неизвестные детали истории Солнечной системы.
Историю Солнечной системы можно легко сравнить с математической задачей с несколькими неизвестными. Исследования последних лет показали, что объекты, из которых она состоит — не только Солнце и планеты, но и спутники, астероиды, кометы, карликовые планеты, а также межпланетная пыль и газ — образовались в результате распада молекулярного облака. Это произошло примерно 4,6 миллиарда лет назад. Процесс их формирования вызывает множество вопросов, на некоторые из которых ученые до сих пор не могут дать удовлетворительного ответа. Новое исследование одного из старейших объектов Солнечной системы, Весты, пытается пролить свет на эту тему.
Астероид или карликовая планета?
Веста — второй по величине объект в поясе астероидов, расположенный между Марсом и Юпитером (больше только карликовая планета Церера). Он был открыт в начале XIX века немецким астрономом Генрихом Вильгельмом Матиасом Ольберсом и назван в честь римской богини домашнего очага. Исследования показали, что там сосредоточено около 9% общей массы всего пояса астероидов. Кроме того, Веста — очень яркий объект, который иногда виден даже невооруженным глазом.
Но что такое Веста? Хотя он имеет почти сферическую форму и во многом похож на карликовую планету, на самом деле это астероид. Интересно то, что его структура похожа на структуру Земли, Луны и Марса. В прошлом Веста пережила несколько столкновений с другими космическими объектами, в результате чего с поверхности крупного астероида было выброшено значительное количество кусков породы. Некоторые из этих обломков, названные учеными «вестоидами», упали на Землю и сегодня представляют собой бесценный источник информации о строении Весты.
— Этот астероид, который некоторые называют протопланетой, в прошлом подвергался интенсивной бомбардировке. Кроме того, важно отметить, что это один из самых старых объектов в Солнечной системе, — отмечает профессор Кристофер Рассел из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
Миссия НАСА «Dawn» сыграла важную роль в открытии Весты. Космический аппарат, о котором идет речь, вращался вокруг астероида с 16 июля 2011 года по 5 сентября 2012 года, после чего направился к карликовой планете Церера. Благодаря ему ученые обнаружили, что на поверхности Весты есть несколько более темных областей, которые состоят из материалов, привезенных с других астероидов. По подсчетам экспертов, за последние 3,5 млрд лет с Вестой столкнулось не менее 300 подобных космических тел диаметром от 1 до 10 км.
Проблема отсутствующей мантии
Имеющиеся у ученых данные показывают, что Веста — это каменистый объект, история которого, вероятно, чрезвычайно похожа на историю большинства планет, включая Землю. Известно, что в начале своего существования она представляла собой шар из расплавленной породы, который нагревался из-за постоянных столкновений с другими космическими телами. Постепенно железо, а также другие более плотные элементы, такие как рений, осмий, иридий и палладий, начали «опускаться» к центру Земли, формируя металлическое ядро. В результате относительно небольшое количество рассматриваемых элементов осталось в мантии — слое между ядром и земной корой, который заполняет более двух третей нашей планеты.
По мере остывания Земли над мантией образовалась твердая кора, и падающие на нее метеориты приносили больше железа, а также другие элементы. Описанная до сих пор структура, состоящая из ядра, мантии и коры, характерна для планет, но не для астероидов.
— У них есть кора, есть ядро, но нет мантии, — объясняет профессор Чинг-Зиу Инь из Калифорнийского университета в Дэвисе, который является одним из авторов нового исследования. Ученые называют это «проблемой отсутствующей мантии». В ходе исследования были проанализированы данные, собранные с трех метеоритов, которые, как известно, прилетели с Весты или другого объекта с похожими характеристиками. Удивительным было то, что в их составе были обнаружены следы мантийных пород.
Что мы знаем о самой ранней истории Солнечной системы?
Из-за своего относительно небольшого размера астероид Веста обрел твердую кору гораздо быстрее, чем некоторые другие, более крупные объекты — такие, как Земля, Марс и Луна, например.
— Поскольку астероид сформировался очень давно, элементы, накопившиеся в его внешнем слое, раскрывают ряд интригующих деталей об одном из самых ранних этапов истории Солнечной системы — примерно через два миллиона лет после ее образования, — объясняет профессор Чинг-Зиу Инь. Это первый случай изучения Солнечной системы за последние два столетия.
По мнению некоторых ученых, и Веста, и внутренние планеты (те, что находятся между Солнцем и поясом астероидов — т.е. Меркурий, Венера, Земля и Марс) получили большую часть своих строительных материалов из пояса астероидов. Однако новое исследование выявило кое-что очень интересное. Согласно выводам его авторов, в первые годы существования Солнечной системы внутренние планеты неоднократно сталкивались с другими крупными объектами, которые были расплавлены и еще не имели твердой коры. Кроме того, существует высокая вероятность того, что сам пояс астероидов представляет собой остатки материала, оставшегося после процесса формирования планет, добавляют ученые.