«Фабрика астероидов» и «Кладбище комет». Часть 1

uncle_Serg

 

    «Фабрика астероидов» и «Кладбище комет». Часть 1


   
Последние сообщения информационных агентств о комете Холмса заставили меня заново проанализировать происхождение, состав и возраст комет и астероидов. 

    Происхождение комет
   

    Сначала – об анализе кометного вещества, полученного  учеными в ходе миссий межпланетных зондов.

    Учёные озадачены: кометы рождаются в огне?

    «Из США поступили новые данные об образцах кометного вещества, собранного ранее американским аппаратом «Stardust». Самое загадочное открытие последних дней — в зёрнах кометной пыли найдены минералы, формирующиеся при температурах в тысячи градусов по Цельсию.

    Напомним, что миссия «Stardust» завершилась триумфально. Учёные не могли нарадоваться на обширную коллекцию кометного вещества, попавшего в ловушки космического зонда.

    Теперь выяснилось, что в каждой четвёртой из частиц, изученных к настоящему моменту, присутствуют «высокотемпературные» минералы, такие, как форстерит и кальциево-алюминиевые включения (CAIs), которые формируются при температурах выше тысячи градусов по Цельсию.   Также были найдены другие неожиданные «ингредиенты» — минералы, богатые титаном, и даже оливин.

    Но кометы формировались в холодных внешних пределах ранней Солнечной системы, где мог «выжить» лёд, и никогда не подвергались такому нагреву. А это значит, что их история куда более сложна, чем предполагалось ранее, и они представляют собой смесь компонентов, сформированных в самых различных «климатических зонах» молодой Солнечной системы — как на её периферии, так и в близи её центра, где тогда было очень горячо.

    Учёные видят две возможности для появления «высокотемпературных» минералов в составе комет. Первая: это может оказаться подтверждением ранее высказанной гипотезы об X-ветре — мощных выбросах молодого Солнца, выдувавших во внешние области зарождающейся планетной системы капельки расплавов из центрального её района.

    Вторая версия заключается в том, что данные минералы были сформированы около других звёзд, и лишь потом, после странствий по космосу, попали в Солнечный протопланетный диск.

    «Обе возможности — очаровательны. Дальнейший изотопный анализ этих минералов, вероятно, поможет сориентироваться в этих гипотезах», — пояснил главный учёный проекта «Stardust», Дональд Браунли (Donald Brownlee) из университета Вашингтона (University of Washington)». (14 марта 2006 года, http://www.membrana.ru/lenta/?5712). 
 
    Image left: «This is an artist’s concept depicting a view of comet Wild 2 as seen from NASA’s Stardust spacecraft during its flyby on Jan. 2, 2004.

 

    Кометная пыль опровергает существующие теории.

    «Миссия НАСА полета-возвращения с пробами кометы эффектно приземлилась в пустыне штата Юта (США) 15 января 2006 года. Это был первый полет американцев в космос, посвященный только изучению кометы и возврата на Землю некоторого внеземного материала из-за пределов орбиты Луны. Не смотря на блестящий успех, возвращение «Стардаст», вероятно, пошатнет существующие теории образования комет и даже самой Солнечной системы.

   
Успешная миссия возвращается на Землю.
    Миссия «Стардаст» покинула Землю 7 февраля 1999 года на ракете «Дельта II» с мыса Канаверал во Флориде. После четырехлетнего орбитального вращения, космический корабль «Стардаст» сблизился с кометой Вильда 2 и, используя оригинальный метод «теннисной ракетки, наполненной гелем», который также известен под названием «Аэрогелевой Коллекторной Сетки» («Aerogel Collector Grid»), собрал частички пыли и другие частицы, остающиеся позади кометы. 

 

Комета Вильда 2 

    После еще двухлетнего обратного полета и последующего опасного вхождения возвратной капсулы с пробами в плотные слои атмосферы, 19 января 2006 года драгоценный груз был доставлен в Хьюстон штата Техас, где главный исследователь миссии Стардаст доктор Дональд Браунли из Университета штата Вашингтон в Сиэтле произнес: «Сбор частиц кометы превзошел все наши ожидания». Сам космический корабль «Стардаст» все еще находится на орбите, вращаясь вокруг Солнца с перигелием (наибольшее сближение с Солнцем) более близким, чем у Земли и афелием (наибольшее отдаление от Солнца) далеко за пределами Марса. Космический корабль обесточен и находится в «режиме ожидания» и в следующий раз будет ближе всего к Земле в 2009 года. 

    Ученые удивлены.
    Выделение и анализ внеземных частиц из аэрогеля прошли удачно. Они крошечные, меньшие, чем ширина волоска. В стекловидном аэрогеле оказались тысячи их. Одна 10-микронная пылинка – величиной всего лишь в 1/100 миллиметра – может быть разрезана на сотни проб для ученых. По мнению заместителя главного исследователя Питера Цоу из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL), «Сбор кометных частиц оказался более результативным, чем мы когда-либо могли ожидать. Он включает около двух дюжин больших следов, видимых невооруженным глазом». Однако пробы с кометы Вильда 2 удивили ученых.
Были найдены вещества, которые могли образоваться только при высоких температурах. «Интересно то, что мы находим эти высокотемпературные минералы в веществах из самого холодного места в Солнечной системе», – заявил доктор Браунли. Ученые представляли себе кометы как холодные, вздымающиеся сгустки льда, пыли и газов, которые образовываются на краю Солнечной системы. Добытые миссией «Стардаст» сведения, однако, указывают на то, что вещества смогли проделать путь из центра Солнечной системы к внешним зонам, где, как предполагается, образовывались кометы.

  

    Image above: «This image and diagram show the comet Wild 2, which NASA’s Stardust spacecraft flew by on Jan. 2, 2004. The picture on the left is the closest short exposure of the comet. The listed names on the right are those used by the Stardust team to identify features. "Basin" does not imply an impact origin». + Click for full image

     Гавайский глаз.
    Как ни странно, один из минералов, обнаруженных в веществе, которое было привезено миссией «Стардаст», это оливин – основной компонент зеленого песка, найденного на некоторых гавайских пляжах. Оливин является одним из самых распространенных минералов во Вселенной. Но ученые были удивлены, найдя его в кометной пыли. Этот минерал состоит из железа, магния и других элементов. Образцы, взятые «Стардаст», главным образом состоят из магния. Наряду с оливином пыль с кометы Вильда 2 содержит высокотемпературные минералы, богатые кальцием, алюминием и титаном.
Доктор Браунли и его команда были совсем ошеломлены. «Довольно удивительно, но мы нашли огонь и лед», – сказал он. На пресс-конференции экипаж рассказал, что кометы могут и не состоять всего лишь из сгустков льда, пыли и газов, как считалось ранее. Каждая из них может иметь свою сложную и различную историю. Комета Вильда 2 представляется примером этой сложности. Другие были еще более озадачены: «Как вещества образованные огнем достигают наиболее отдаленных зон Солнечной системы, где температуры являются самыми низкими?», – задала вопрос корреспондентка Associated Press Пам Истон. «Это большая неожиданность. Люди считали, что кометы – это всего лишь холодная масса, которая образовалась… там, где очень холодно», – сказал куратор НАСА Майкл Золенский. «Несколько шокирующим было обнаружить не всего лишь один, а несколько таких образцов – это означает, что они достаточно распространены в комете».

   
Будут ли опровергнуты теории?

    Исследователи были вынуждены сделать вывод, что таинственные частицы вещества образовались в перегретых районах, близких или к нашему Солнцу или к другой звезде. «В самой холодной части Солнечной системы мы обнаружили образцы, которые образовались при предельно высоких температурах», — сказал доктор Браунли во время пресс-конференции 13 марта 2006 г. «Когда эти минералы образовались, они были либо красными горячими, либо белыми горячими частицами, и они все же накопились в комете, Сибири Солнечной системы». Как считает теоретик Дэвид Талбот из Thunderbolts.info,
гипотеза о том, что кометы образовались на краю Солнечной системы, была не более чем предположением и должна быть пересмотрена. Он пишет: «Сегодня исследование комет достигло переломного момента»… Талбот и многие другие вскоре предложат радикально новые объяснения тому, что когда-то было для человечества предзнаменованиями судьбы. Но не это ли истинный прогресс?» («Великая Эпоха» («The Epoch Times») — международный информационный проект. 01 мая 2006 года, epochtimes.com.ua/ru/articles/view/7/571.html).

    Из общепринятых теорий следует, что кометы являются очень древними образованиями, возраст которых достигает 4,5 млрд лет. В этом случае слагающие комету «минералы могли быть сформированы около других звёзд, и лишь потом, после странствий по космосу, попали в Солнечный протопланетный диск», время формирования которого приходилось на указанный период.

    При этом надо учитывать различие в составе комет.    

    Состав комет Темпеля-1 и Вильда-2 оказался разным.

    «Исследования, проведенные при помощи космических аппаратов «Stardust» и «Deep Impact», показали, что химический состав комет Темпеля-1 и Вильда-2 различен. Учёные предполагают, что химические изменения происходили под воздействием тепла и воды в течение всего времени существования комет.

    Данные о составе кометы Вильда-2 были получены анализом образцов, собранных и 15 января 2006 года доставленных на Землю космическим аппаратом «Stardust». Исследования химического состава кометы Темпеля-1 были произведены при помощи аппарата «Deep Impact», который выпустил по комете зонд Impacter, врезавшийся в её поверхность 4 июля 2005 года.

    Анализ выброшенного во время столкновения зонда и кометы Темпеля-1 вещества показал, что она содержит 33% ферросилита, минерала состоящего из железа и кремния, и 17% оливина, состоящего из магния и железа. В тоже время образцы кометы Вильда-2 показали, в основном, отсутствие этих минералов.

    Считается, что обе кометы сформировались в поясе Койпера и поэтому должны были иметь схожий состав. Учёные предполагают, что различия в химическом составе объектов могут быть связаны с тем, что комета Темпеля-1 претерпела множество столкновений с другими космическими объектами. По другой версии, кометы могли с самого начала иметь разный состав, причем одна из них могла появиться в результате разрушения более крупного космического тела». (17 октября 2006 года, 18:08. science.compulenta.ru/290893/?r1=rss&r2=remote, space.newscientist.com/article.ns?id=dn10280).

    Допускаю, что состав комет, признанных аномальными, отличается от вышеуказанного еще сильнее.

    Происхождение астероидов

 

    Снова приходится анализировать состав астероида Итокава, хорошо изученный с помощью космического аппарата «Хаябуса».

    Учёные установили состав астероида Итокава.

    «Многие крупные валуны на поверхности Итокавы имеют многослойную структуру. Это свидетельствует о том, что объект, из которого сформировался астероид, должен был иметь достаточно большие размеры, чтобы в его центре проходили тепловые процессы». (08.06.2006. http://science.compulenta.ru/272124/?r1=rss&r2=remote ).

    «Учёные также разделились во мнение относительно образования астероида. Оценки его плотности показали, что Итокава на 39% объёма состоит из пустых пространств. Он мог образоваться либо сразу в виде одной большой кучи булыжников или образовался из двух столкнувшихся частей. В пользу последней версии говорит его форма, однако объекты в регионе формирования астероида перемещаются со скоростью 2 км/с, что слишком много для того, чтобы два столкнувшихся объекта слиплись.
   Помимо этого состав астероида также остается неразрешенной проблемой. Спектральные исследования, произведенные зондом «Хаябуса» показали, что камни не подвергались воздействию тепла в прошлом. Однако
обследования с Земли с телескопа в Гавайях показали, что частично Итокава оплавлен после нагрева до более чем 1000 °С».
(Об этом сообщает «Компьюлента». 24.03.2006, http://www.inauka.ru/news/article63027.html).

    Астероиды: состав и строение.

   «Нет астероидов типа обыкновенных хондритов — наиболее многочисленных метеоритов, близких по составу к планетам земной группы. Вероятная причина этого в том, что под влиянием солнечного излучения и микрометеоритной бомбардировки поверхность астероидов, близких по структуре и составу к обыкновенным хондритам, изменила цвет и стала умеренно отражающей свет поверхностью типа S, в спектре которой присутствуют полосы поглощения силикатных минералов оливина и пироксена.

    Другие астероиды совсем не похожи на обыкновенные хондриты. Например, 4 Веста покрыта базальтовыми породами, т.е. застывшей лавой; значит, в ее эволюции была эпоха разогрева, плавления и дифференциации вещества (эпоха формирования ядра). Вдоль орбиты Весты движется множество мелких астероидов базальтового состава; вероятно, они были выброшены с нее в результате мощного удара. Железные, железо-каменные и дунитные метеориты представляют собой внутренние части расплавленного и подвергшегося дифференциации небесного тела, подобного Весте, но полностью разрушенного многочисленными ударами». http://www.slovopedia.com/14/192/1010581.html 

    Итак, у астероидов, как и у комет – свидетельство наличия высоких температур, сопровождавших образование этих небесных тел.

    Исследователи снова предлагают гипотезы…

    Ранние астероиды прошли этап плавления.

    «По мнению Ричарда Гринвуда (Richard Greenwood) из Открытого университета (Великобритания), первобытные астероиды, сформировавшиеся в те времена, когда Солнце было окружено еще только «зародышами» будущих планет, представляли собой раскаленные массы вещества, по поверхности которых буквально струилась магма.

    В течение нескольких миллионов лет с момента возникновения Солнечной системы недра кружившихся вокруг Солнца планет и крупных астероидов разогревались за счет энергии ядерного распада и процессов гравитационной дифференциации (перемещения более плотных веществ ближе к центру планеты или астероида, а менее плотных — к периферии). Даже поверхность геологически мертвой Луны была покрыта в свое время многокилометровым океаном магмы.

    И если вопрос о радиоактивном плавлении планет был решен сравнительно давно, то степень плавления астероидов до сих пор оставалась неясной. Господин Гринвуд полагает, что его группе удалось разгадать эту загадку.

    В лаборатории Гринвуда, пишет журнал «New Scientist» со ссылкой на публикацию в журнале «Nature» (vol. 435, p. 916), были исследованы несколько метеоритов, попавших в наши края с 530-километрового астероида Веста и с еще одного, пока не определенного, крупного астероида. Оказалось, все эти небесные камни отличаются одинаковым содержанием изотопов кислорода, что означает, что их «родители» прошли почти полный путь радиоактивного плавления.

    Работа Гринвуда, к сожалению, не может объяснить, почему, например, в метеорите, отколовшемся от 930-километровой Цереры, никаких признаков плавления не обнаружено вовсе. Хотя, как считает геохимик Аризонского университета в Туксоне Майкл Дрейк (Michael Drake), ничего странного в этом нет: астероиды просто могли сформироваться в разное время.

    Если предположить, что разогрев астероидов шел за счет радиоактивного алюминия-26, входящего в состав кружившегося вокруг Солнца пылевого облака (а период полураспада алюминия-26 составляет всего 700 тысяч лет), то неудивительно, что более поздние астероиды, вроде той же Цереры, так и остались холодными кусками камня». (16.06.2005, http://elementy.ru/news/25717). 

    Безусловно, было бы проще, если бы возраст всех астероидов оказался древним (как сейчас считается про возраст комет). Но в данном случае картина иная.

    Существуют различные оценки возраста астероидов.

    Гаспра

 

    «Поверхность Гаспры покрыта ударными кратерами. По числу маленьких кратеров мы можем оценить приблизительный возраст астероида, который составляет около 200 миллионов лет». (Оригинальный сайт http://www.nineplanets.org/; автор Вильям А. Арнетт; последнее обновление: 23 октября 1997 года, astronet.ru/db/msg/1198433/gaspra.html)

  

Астероид Гаспра 

    «Снимок астероида 951 Gaspra был получен космическим кораблем «Галилей» 29 октября 1991 года.

    Малая планета имеет размеры 19х11 км. Его форма говорит о том, что это осколок, принадлежащий более крупному объекту разрушившийся около 500 млн. лет назад.

    Астрономические геологи предполагают, что долговременное воздействие солнечных лучей вызывает покраснение поверхности астероидов. Что в дальнейшем приводит к потемнению астероидов.

    Ученые исследовали 8416 астероидов с похожими орбитами. Возраст объектов составлял от 3 млн. до 3 млрд. лет.

    Каменные астероиды или как их называют астрономы – обычные хондриты составляют приблизительно 80% от всех известных астероидов. Они вращаются во внутреннем поясе астероидов и обозначаются S-тип». («Sky&Telescope», 25 мая 2004 года, citadel.pioner-samara.ru/distance/951gaspr.htm). 

     Эрос

 

    «Новые данные, полученные с исследовательского зонда «NEAR Shoemaker», позволили определить состав поверхностного слоя одной из областей астероида Эрос. Для этого использовался установленный на зонде рентгеновский гамма-спектрометр. С помощью спектрометра был записан спектр испущенного участком поверхности астероида излучения сразу после солнечной вспышки, произошедшей 4 мая, в результате чего астероид был бомбардирован рентгеновскими лучами. На основе полученных данных был сделан вывод о том, что данный участок поверхности содержит кремний, магний и алюминий в тех же пропорциях, что и наше Солнце и другие метеориты, относящиеся к классу хондритов. То есть астероид Эрос, возможно, образовался из того же газового облака, что и вся наша Солнечная система.
    Специалисты, однако, указывают, что такие данные были получены для небольшого участка поверхности астероида размером около 6 км в поперечнике, и такие выводы еще рано применять ко всему астероиду».
(«InfoArt News Agency», 1 июня 2000 года, avia.ru/__INCLUDES_/in_news/5/7/959849957.shtml).
 

 

Астероид Эрос 

    «Выяснилось, что на Эросе необычно мало мелких кратеров. Возможно, после ударов мелких астероидов, оставшиеся от них кратеры были разрушены в результате каких-то сейсмических процессов. Мелкие кратеры могли разрушиться и в результате тепловой эрозии из-за разного нагрева пород при смене времен года на астероиде или из-за ударов других мелких астероидов.

    Установленный на зонде магнетометр не обнаружил на Эросе никакого магнитного поля, хотя у многих астероидов и у большинства метеоритов магнитные поля есть.

Возраст астероида Эрос специалисты оценили в 4 млрд лет». (14 февраля 2003 года, rol.ru/news/misc/spacenews/03/02/14_005.htm).

    Итокава

 

    Данные с зонда «Хаябуса» поставили перед учёными много вопросов.

    «Большинство астероидов покрыто в основном мелким реголитом — каменной пылью, получившейся вследствие столкновения с маленькими метеоритами. Оказалось, что Итокава содержит на поверхности только малые количества подобного покрова — его мелкий материал состоит из частиц размером сравнимых с гравием. Некоторые учёные считают, что мелкая пыль была унесена или переместилась под поверхность.

    Более того, осколки реголита не распространены по всей поверхности, а сосредоточены на ровных пространствах, на которые приходится пятая часть площади астероида. По остальной части поверхности рассыпаны валуны метрового диаметра, которые наводят на мысль, что какой-то процесс перемещает гравий в ровные зоны. Один из возможных механизмов перемещения гравия заключается в столкновениях с космическими камнями, вызывавшими тряску астероида на протяжение нескольких часов.

    Такие сотрясения могли также повлиять на наличие кратеров на астероиде Итокава. Учёные увидели меньше таких образований, чем предполагалось, только шестьдесят из них имеют размеры в несколько метров. Маленькие кратеры могли не формироваться из-за того, что маленькие метеориты, врезаясь в астероид, разрушали валуны на поверхности, не образуя при этом кратер.

    Возраст астероида Итокава остается для учёных загадкой. Часть учёных считает, что предполагаемые эффекты свидетельствуют о том, что он сформировался 10-100 миллионов лет назад. Другие полагают, что этот астероид наоборот является молодым, и малое количество кратеров свидетельствует о возрасте в 1-2 миллиона лет. Предполагается также, что Итокава сформировался на орбите между Марсом и Юпитером, а затем был вытеснен Марсом на нынешнею орбиту, ближе к Земле. Нынешняя орбита астероида очень чувствительна к гравитационному воздействию соседних объектов, что делает сложным расчёт его передвижений в длительный промежуток времени в прошлом и будущем». (24 марта 2006 года, 13:15, http://science.compulenta.ru/259523/).

 

Часть 2http://artefact-2007.spaces.live.com/blog/cns!7024A9545015D83!117.entry

Реклама
Запись опубликована в рубрике Астрономия. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s