Мозг Брока. О науке, космосе и человеке

У многих астероидов орбиты эллиптические или вытянутые, совсем не похожи на почти совершенно круговые орбиты Земли или Венеры. У некоторых астероидов самые дальние от Солнца точки орбит находятся за орбитой Сатурна; у некоторых ближайшие к Солнцу точки ближе к орбите Меркурия; некоторые, как 1685 Торо, обращаются между орбитами Земли и Венеры. Поскольку у многих астероидов сильно вытянутые эллиптические орбиты, на протяжении жизни Солнечной системы столкновения неизбежны. Большинство столкновений происходят между собой, когда один астероид задевает другой и от него откалывается небольшой кусок. Поскольку астероиды так малы, у них низкая гравитация, и осколки от столкновения отлетают в космос и немного отклоняются от орбит родительских астероидов. Можно представить, как осколки от таких столкновений случайно пересекаются с Землей, падают сквозь ее атмосферу, подвергаются абляции при входе в нее и приземляются у ног удивленного кочевника.

Те несколько метеоритов, которые были отслежены, когда входили в атмосферу Земли, происходят из главного пояса астероидов между Марсом и Юпитером. Лабораторные исследования физических свойств некоторых метеоритов показывают, что они образовались там, где температуры равны температуре Главного пояса астероидов. Доказательства ясны: метеориты, которые находятся в наших музеях, являются осколками астероидов. На наших полках куски космических объектов!

Но какие метеориты откалываются от каких астероидов? До недавнего времени ученые, изучающие планеты, были не в силах ответить на этот вопрос. Однако за последние несколько лет появилась возможность проводить спектрофотометрию астероидов в видимой и ближней инфракрасной областях спектра, изучать поляризацию солнечного света, отраженного от астероидов, при изменении геометрии астероидов, Солнца и Земли и исследовать испускаемое астероидами излучение среднего инфракрасного диапазона. Изучение астероидов и сравнительные исследования метеоритов и других минералов в лаборатории позволили впервые сделать предположение о связи между конкретными астероидами и конкретными метеоритами. Более чем 90 % изученных астероидов по составу относятся к одной из двух групп: каменно-железные или углеродсодержащие (углистые). Только несколько процентов метеоритов на Земле относятся к углистым, но они очень хрупкие и быстро рассыпаются при типичных земных условиях. Также они, вероятно, рассыпаются при входе в атмосферу Земли. Поскольку каменно-железные метеориты гораздо устойчивее, их больше, и они гораздо лучше представлены в наших музейных коллекциях метеоритов. Углистые метеориты содержат много органических соединений, в том числе аминокислот (строительные блоки белков), и могут служить образцом материалов, из которых около 4,6 млрд лет назад сформировалась Солнечная система.

Среди астероидов, которые оказались углистыми, – 1 Церера, 2 Паллада, 19 Фортуна, 324 Бамберга и 654 Зелинда. Если астероиды углистые снаружи, также углистые и внутри, тогда материал астероида преимущественно углистый. Это обычно темные объекты, отражающие лишь небольшой процент падающего на них света. Недавно обнаруженные доказательства указывают на то, что Фобос и Деймос, два спутника Марса, также могут быть углистыми, и, возможно, они являются углистыми астероидами, которые были захвачены марсианской гравитацией.

Типичные астероиды, имеющие характеристики каменно-железных метеоритов, – это 3 Юнона, 8 Флора, 12 Виктория, 89 Джулия и 433 Эрос. Несколько астероидов попадают в другие категории: 4 Веста напоминает метеорит, который называется базальтовый ахондрит, а 16 Психея и 22 Каллиопа состоят преимущественно из железа.

Железные астероиды представляют интерес, потому что геофизики считают, что родительское тело объекта, богатого железом, должно было расплавиться, чтобы железо отделилось от силикатов в первоначальном хаосе элементов в начале всех времен. С другой стороны, чтобы органические молекулы в углистых метеоритах уцелели, они не должны нагреваться до температуры плавления камня или железа. Таким образом, разные астероиды имеют разную историю.

На основе сравнения свойств астероидов и метеоритов, лабораторных исследований метеоритов и компьютерного моделирования движения астероидов обратно во времени однажды можно будет воссоздать историю астероидов. Сегодня мы даже не знаем, являются ли они частью планеты, которая не смогла сформироваться из-за мощных гравитационных возмущений со стороны Юпитера, или остатками полностью сформированной планеты, которая каким-то образом взорвалась. Большинство изучающих эту тему склонны к первой гипотезе, потому что никто не может понять, как взорвать планету, – оно и к лучшему. Постепенно мы сможем собрать воедино все части этой истории.

Также метеориты могут происходить и не от астероидов. Возможно, это осколки молодых комет, или спутников Марса, или поверхности Меркурия, или спутников Юпитера, пылящиеся и забытые в каком-нибудь малоизвестном музее. Но ясно, что истинная картина происхождения метеоритов начинает проявляться.