Г оляма част от това, което учените знаят за ранната Слънчева система, е получено от метеорити – древни скали, които пътуват в Космоса и оцеляват след огненото си навлизане в земната атмосфера, пише sciencealert.
Сред метеоритите един вид, наречен въглеродни хондрити, се отличава като най-примитивен и дава уникален поглед към зараждането на Слънчевата система.
Въглеродните хондрити са богати на вода, въглерод и органични съединения. Те са „хидратирани“, което означава, че съдържат вода, свързана в минералите на скалата – компонентите на водата са заключени в кристалните им структури. Много изследователи смятат, че тези древни скали са изиграли решаваща роля в доставянето на вода на ранната Земя.
Преди да се сблъскат със Земята, скалите, които пътуват в Космоса, обикновено се наричат астероиди, метеори или комети – в зависимост от техния размер и състав. Ако парче от някой от тези обекти стигне до Земята, то се превръща в „метеорит“.
От наблюденията на астероиди с телескопи учените знаят, че повечето от тях са богати на вода и имат въглероден състав. Моделите предвиждат, че повечето метеорити – повече от половината – също трябва да са въглеродни. Но по-малко от 4% от всички метеорити, открити на Земята, са такива. Защо тогава има такова несъответствие?
Къде са въглеродните хондрити?
В изследване, публикувано в списание Nature Astronomy на 14 април 2025 г., екип от учени се опитва да отговори на този вековен въпрос: Къде са всички въглеродни хондрити?
There's Something Special About Meteors That Collide With Earth @LiveScience #science #space #universe #SolarSystem #galaxy #planets #sun #moon #earth #meteors https://t.co/rZZSpgHPwb
— Douglas Holtzman (@DouglasHoltzman) April 15, 2025
Мисии за връщане на проби
Именно желанието да се изучат тези древни скали стои в основата на последните космически мисии за връщане на проби. Мисиите OSIRIS-REx на NASA и Hayabusa2 на JAXA промениха значително представите на учените за примитивните, богати на въглерод астероиди.
Метеоритите, които се намират на Земята, са изложени на въздействието на дъжд, сняг и растителност, което може значително да ги промени и да затрудни анализа. Затова мисията OSIRIS-REx се отправи към астероида Бенну, за да вземе непроменена проба. Това позволи на учените да изследват състава на астероида в най-чистия му вид.
По подобен начин, пътуването на Hayabusa2 до астероида Рюгу осигури непокътнати проби от друг, също толкова богат на вода астероид.
Заедно, тези мисии дадоха възможност на планетарни учени като мен да изследват девствени, крехки въглеродни материали от астероиди – пряк прозорец към градивните елементи на нашата Слънчева система и произхода на живота.
Footage shows the first-ever collision of a comet with a planet witnessed by humans.
— Curiosity (@MAstronomers) February 10, 2025
The power of the collision exceeded 750 times all the nuclear weapons accumulated on Earth at the time (July 1994). The impact area was several times greater than the diameter of the Earth. pic.twitter.com/e2ngjYaR4t
Пъзелът с въглеродните хондрити
Дълго време учените предполагаха, че земната атмосфера филтрира въглеродните отломки.
Когато даден обект навлезе в атмосферата, той трябва да издържи на огромно налягане и високи температури. Въглеродните хондрити обикновено са по-слаби и трошливи от другите метеорити, така че просто имат по-малък шанс да оцелеят.
Обикновено метеоритите започват пътуването си, когато два астероида се сблъскат. Това създава куп фрагменти с размери от сантиметър до метър. Тези „трохи“ се движат из Слънчевата система и понякога достигат до Земята. Ако са по-малки от един метър, се наричат метеороиди.
Метеороидите са твърде малки, за да бъдат открити с телескоп, освен ако не са на път да ударят Земята и астрономите имат късмет.
Но има и друг начин учените да изучават тази популация – и така да разберат защо метеоритите, които достигат Земята, имат толкова различен състав.
Мрежи за наблюдение на метеори и огнени кълба
Нашият екип използва земната атмосфера като детектор.
Повечето метеорити, които достигат повърхността, са миниатюрни – с размер на песъчинка. Но понякога падат и по-големи тела, с диаметър до няколко метра. Изчислено е, че около 5000 метрични тона микрометеорити падат на Земята всяка година. А между 4000 и 10 000 по-големи метеорита (с размер на топка за голф или по-големи) също достигат повърхността – това са повече от 20 на ден.
Благодарение на цифровите камери денонощните наблюдения на небето вече са достъпни и ефективни. Евтините, високочувствителни сензори и автоматизираният софтуер позволяват да се следят големи участъци от небето за ярки проблясъци, сигнализиращи навлизането на метеорити в атмосферата.
Изследователските екипи анализират тези данни в реално време с помощта на автоматизирани алгоритми – или с отдаден докторант, търсещ ценна информация.
Екип от учени управлява две глобални системи: FRIPON – френска мрежа със станции в 15 държави; и Глобалната обсерватория за огнени кълба – проект на същия екип, стоящ зад австралийската Мрежа за пустинни огнени кълба.
Какво показват наблюденията?
С помощта на свободно достъпни данни аз и моите колеги анализирахме траекториите на близо 8000 удара, регистрирани от 19 мрежи в 39 държави.
Сравнявайки всички удари, регистрирани в атмосферата, с тези, които стигат до повърхността като метеорити, можем да определим кои астероиди произвеждат фрагменти, достатъчно здрави да оцелеят по време на пътуването – и обратно: кои създават слаби материали, които не достигат Земята.
Слънцето изпича скалите
С изненада установихме, че много астероидни фрагменти дори не стигат до атмосферата. Нещо започва да унищожава слабите материали още в Космоса. Въглеродните хондрити, които не са особено издръжливи, вероятно се разпадат от термичен стрес при близки до Слънцето орбити.
Когато тези хондрити се приближават до Слънцето и след това се отдалечават, температурните колебания причиняват пукнатини в тяхната структура. Този процес ефективно премахва слабите, хидратирани камъни от популацията на обекти в близост до Земята. Оцелелите след този процес трябва да преминат и през атмосферното изгаряне.
Само между 30% и 50% от тези фрагменти издържат преминаването през атмосферата. Обектите с орбити, доближаващи ги до Слънцето, са по-издръжливи и така оцеляват по-лесно – затова наблюдаваме т.нар. пристрастие към оцеляването.
В продължение на десетилетия учените смятаха, че атмосферата е основната причина за липсата на въглеродни метеорити. Но нашето изследване показва, че голяма част от селекцията се случва още в Космоса.
Какво следва?
Бъдещи научни постижения ще помогнат да се потвърдят тези открития и да се определи по-добре съставът на метеоритите. Учените трябва да подобрят способността си да засичат обекти малко преди да навлязат в атмосферата, както и да моделират по-точно процеса на разрушаване по време на падането.
И накрая, бъдещи изследвания могат да предложат нови методи за определяне на състава на метеорите чрез анализ на техния цвят.
