На астероиде 24 Фемида нашли лед и органику

Две группы астрономов представили ИК-спектры астероида 24 Фемида, особенности расположения полос поглощения в которых можно объяснить только присутствием льда и органических веществ.

Долгое время астероиды, находящиеся в поясе между Марсом и Юпитером, считались каменистыми объектами, на поверхности которых лёд, испытывающий серьёзное воздействие солнечного излучения, не задерживается. Формирующиеся за орбитой Нептуна в поясе Койпера и облаке Оорта кометы, напротив, должны содержать большие объёмы льда и постепенно приобретать хвосты из испаряющихся веществ и пыли при сближении с Солнцем. В 2006 году стройность этой системы была нарушена: учёные обнаружили в поясе астероидов небольшие объекты с хвостами, напоминавшими кометные.

Для того чтобы определить состав этих «комет главного пояса», астрономы провели наблюдения 200-километрового астероида 24 Фемида, от которого откололись два кометоподобных объекта, изученные в 2006-м. Стоит заметить: у специалистов уже имелись весьма надёжные свидетельства того, что на астероиде есть водный лёд, передает Компьюлента.

Обе группы использовали ИК-телескоп НАСА IRTF, установленный на вершине вулкана Мауна-Кеа на острове Гавайи. Авторы первой работы, американцы Эндрю Ривкин (Andrew Rivkin) из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса и Джошуа Эмери (Joshua Emery) из Университета Теннесси в Ноксвилле, сняли семь спектров за шесть лет, каждый раз наблюдая разные грани астероида. Во всех спектрах выделяется полоса поглощения на длине волны около 3,1 мкм, которая прямо указывает на водный лёд, а в диапазоне 3,3–3,6 мкм обнаруживается полоса, соответствующая органическим веществам.

Спектр 24 Фемиды, снятый в 2008 году. Серой линией показана теоретическая модель, учитывающая наличие тонкого слоя водного льда.

Эти данные подтвердила вторая группа исследователей, возглавляемая Гумберто Кампинсом (Humberto Campins) из Университета центральной Флориды (США). 23 января 2008 года учёные следили за астероидом в течение семи часов, что составляет 84% его периода вращения, равного 8,37 дня.

24 Фемида удалён от Солнца всего на 479 млн км, и объяснить присутствие льда на большей части его поверхности оказалось непросто.

«В этой области астероиды имеют среднюю температуру в 150–200 К, а значит, поверхностный лёд должен сублимироваться за несколько лет, — отмечает не принимавший участия в исследованиях астрофизик Генри Се (Henry Hsieh) из Королевского университета в Белфасте (Ирландия). — Сложно увязать это с теми миллиардами лет, которые 24 Фемида провёл в поясе астероидов». По предположению учёных, под поверхностью объекта находятся защищённые от Солнца запасы льда, который выходит наружу при столкновениях астероида с некрупными телами, сохраняя тем самым целостность ледовой оболочки.

Полученные результаты свидетельствуют в пользу гипотез о том, что воду и органические вещества на Землю доставили астероиды и кометы. Теперь специалистам необходимо выяснить, насколько часто встречаются астероиды, похожие на 24 Фемиду, попытаться достать образец льда и определить соотношение дейтерия и водорода в нём. Если оно будет соответствовать земному, упомянутые гипотезы приобретут новых сторонников.

Впрочем, 24 Фемида, если он сформировался вместе с кометами за орбитой Нептуна и через некоторое время переместился ближе к Солнцу, может оказаться нехарактерным для пояса астероидов объектом. Такой вариант развития событий согласуется с моделью Ниццы, предложенной в 2005 году. В этой модели, которую признают далеко не все, рассматривается миграция планет-гигантов Солнечной системы — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — после их формирования.

«Как бы там ни было, чётко отделить астероиды от комет становится очень трудно», — заключает г-н Ривкин.

Присутствие органических соединений на поверхности астероида. Белыми кружками показаны результаты деления экспериментальных значений, взятых с расположенного выше рисунка, на предсказания указанной там же модели; в области 3,4 мкм выделяется полоса поглощения шириной около 0,2 мкм. Толстая чёрная линия соответствует толину — гетерополимеру, результату воздействия излучения на смесь водного льда и этана. Пунктирная линия — асфальтит. Серым отмечен спектр углеродистого метеорита Cold Bokkeveld, а тонкой чёрной линией — часть усреднённого спектра шести полициклических ароматических углеводородов.