Как мы узнаем, из чего состоят астероиды?

Метеориты — одни из самых древних объектов в Солнечной системе: остатки хаотического времени, когда планеты формировались из пыли и камней. Они являются временными капсулами, сохраняющими подсказки о том, каким было раннее Солнце и каковы строительные блоки планет.

Знание состава астероида важно и по практическим причинам. Если бы астероид когда-либо оказался на столкновении с Землей, его состав повлиял бы на степень опасности, на то, как он распадается в атмосфере, и как мы можем успешно отклонить его курс. Эта область исследований называется планетарной защитой.

Понимание состава астероидов также важно для будущих исследований: некоторые из них могут содержать металлы, минералы и даже воду — потенциально полезные ресурсы. Но как определить, из чего состоят астероиды, когда большинство из них находится за миллионы километров?

«Отпечатки пальцев» астероидов

Одним из самых мощных методов является спектроскопия — наука о разложении света на компоненты и измерении, какие длины волн поглощаются или отражаются. Минералы взаимодействуют со светом характерным образом, оставляя тонкие погружения и наклоны в спектре. По сути, поверхность астероида оставляет химический отпечаток в солнечном свете.

Эти отпечатки позволяют классифицировать астероиды по крупным группам. Одна из наиболее распространённых групп рядом с Землёй — это комплекс S, класс относительно отражательных астероидов, часто связанный с силикатными минералами, такими как оливин и пироксен. Десятилетиями исследователи подозревали, что астероиды комплекса S связаны с определённой категорией метеоритов, которые часто падают на Землю: обычными хондритами.

Яркий пример эффективности этого подхода — миссия Hayabusa, отправленная Японией, которая вернулась с образцами астероида близкой орбиты — (25143) Итокава. В сентябре 2005 года Hayabusa достигла астероида. По отражённому свету было сделано предположение, что Итокава — астероид комплекса S, и спектроскопические сравнения показали, что он должен напоминать обычные хондриты, особенно подгруппу LL.

Hayabusa привезла на Землю крошечные частицы реголита астероида, и лабораторные анализы показали, что минералогия и химия минералов совпадают с LL-хондритами. Иными словами, спектроскопические прогнозы совпали с физической реальностью образцов.

Затем появился Dart — и повысил ставки. В сентябре 2022 года NASA специально направила космический аппарат в малый спутник Диморфос, который вращается вокруг большего астероида Дидимос, в рамках миссии Double Asteroid Redirection Test (Dart).

Целью было не уничтожить астероид, а проверить, может ли кинетический удар значительно изменить его орбиту. Дидимос был тщательно изучен с помощью спектроскопии и классифицирован как комплекс S, предположительно состоящий из LL-хондритов.

Но есть ли вероятность, что мы неправильно понимаем состав некоторых космических камней? В статье 2026 года утверждается, что другая группа метеоритов — брахиниты — может иметь спектральные свойства, пересекающиеся с астероидами комплекса S. Один образец (NWA 14635) даже показывает спектроскопические параметры, похожие на Диморфос.

Это важно, потому что это означает, что между типами астероидов и метеоритами может не быть однозначной связи. Астероиды — это оставшиеся строительные блоки планет в нашей Солнечной системе, часто называемые «космическими камнями». Метеориты — это космические камни, пережившие путешествие через атмосферу планеты и достигшие поверхности.

Для планетарной защиты это различие важно. «Обломочный» хондритный «обломочный холм», состоящий из слабо связных камней, и более сильно переработанный, сплочённый магматический объект (к которому относятся брахиниты), могут реагировать по-разному при ударе.

Поверхность, похожая на обычный хондрит, может поглощать энергию как «космический мешок для мусора», тогда как более магматическая поверхность может вести себя как хрупкая порода. Чтобы предсказать, что произойдет при попытке отклонить астероид, нужно знать, чем его поверхность похожа.

Именно поэтому миссия Европейского космического агентства Hera так важна. Hera не повторяет Dart; она — это следственный эксперимент на месте преступления. Hera запущена в октябре 2024 года и сейчас движется к системе Дидимос, с планируемым прибытием в конце 2026 года. Там она подробно исследует оба астероида.

Hera также сопровождают два небольших спутника — кубсата: Juventas и Milani. Milani поможет изучить состав поверхности. Это даст представление не только о том, как выглядит Диморфос издалека, но и из чего он состоит, как структурирован и как он реагировал на удар Dart.

В свете новых данных о брахинитах роль Hera становится ещё важнее. Если Дидимос и Диморфос окажутся менее «обычными хондритами», чем предполагалось, или их поверхности скрывают более сложное происхождение, Hera сможет проверить это напрямую. Это напоминание о том, что астероиды всё ещё могут удивлять нас.