В двух мелких зернах Рюгу был найден химический след, который может пролить свет на процесс преобразования азота в материалы для сложных органических молекул.
Астероид Рюгу снова представил ученым загадку из категории «космос может удивлять». Изучение крошечных образцов, привезенных на Землю японской миссией Hayabusa2, показало предполагаемую последовательность химических изменений, в результате которых азот постепенно накапливался по мере исчезновения воды. Работа опубликована в журнале Nature Astronomy:
Исследование группы под руководством Тору Мацумото из Киотского университета опубликовано в журнале Nature Astronomy. Работа основана всего на двух зернах грунта Рюгу, но они стали настоящей химической капсулой времени.
Два зерна — и целая химическая история
Ученые проанализировали образцы с помощью инфракрасной и рентгеновской спектроскопии, а также электронной микроскопии. Такой набор методов позволил установить не только состав вещества, но и расположение отдельных химических связей в минералах.
В образцах были найдены несколько видов азотсодержащих соединений. Среди них обнаружили аммоний, заключенный в глинистых минералах, соединения с углеродно-азотными связями и кристаллы нитрата натрия.
Наиболее интересной деталью стало их расположение. Все эти соединения сосредоточились вокруг карбоната натрия — минерала, который, по мнению исследователей, образовался на позднем этапе существования соленой воды внутри родительского тела Рюгу, когда жидкость замерзала или испарялась.
Таким образом, создается своеобразная химическая воронка: воды становилось все меньше, растворенные вещества оставались, а концентрация азотистых соединений увеличивалась.
Согласно гипотезе ученых, такая среда могла сохранять азотсодержащую химию на протяжении миллионов лет, создавая условия для формирования более сложных молекул. Авторы пока не утверждают, что непосредственно увидели всю последовательность превращений: речь идет о реконструкции событий по химическим следам, сохранившимся в образцах.
Астероид, который варил космический «бульон»
Рюгу особенно интересен для такого рода исследований, поскольку его образцы не подвергались воздействию земной атмосферы. Капсула Hayabusa2 привезла материал на Землю в декабре 2020 года. В отличие от обычных метеоритов, которые при падении нагреваются и подвергаются выветриванию, эти зерна не были испорчены внешними факторами.
Предыдущие исследования образцов Рюгу уже продемонстрировали, что в его породах могла циркулировать жидкость. Анализ изотопов лютеция и гафния указал на химические изменения, которые связывают с движением жидкости внутри родительского тела астероида.
Новое исследование добавляет еще один элемент к этой головоломке. Если предложенная учеными последовательность реакций действительно имела место, астероиды могли функционировать как очень медленные химические реакторы: вода постепенно исчезала, а азот накапливался и вступал в новые реакции.
Особенно интересно, что аналогичные аммонийсодержащие глины нашли и в образцах астероида Бенну, привезенных миссией NASA OSIRIS-REx. Это не доказывает идентичный сценарий для двух астероидов, но демонстрирует, что подобная химия могла быть широко распространена в ранней Солнечной системе.
Для науки важен не только сам Рюгу. Азот является частью биомолекул, поэтому способность сохранять и концентрировать азотистые соединения могла играть значительную роль в химических процессах, предшествовавших возникновению жизни. Авторы исследования предполагают, что астероиды могли переносить подобный «химический набор» к формирующимся планетам.
У Рюгу есть еще одна необычность. В одном из его зерен исследователи нашли джерфишерит — железоникелевый сульфид с калием, который совершенно не ожидали увидеть в таком типе материала. Эта находка стала основанием для предположения, что Рюгу может быть гораздо более химически неоднородным, чем считалось. Подробности — в материале Hi—Tech Mail.
Фото: hi-tech.mail.ru