Голяма част от това, което учените знаят за ранната Слънчева система, идва от метеоритите - древни скали, които пътуват в Космоса и оцеляват след огнено падане в земната атмосфера. Сред метеоритите един вид, наречен въглеродни хондрити, се отличава като най-примитивен и дава уникален поглед към ранната фаза на Слънчевата система.

Въглеродните хондрити са богати на вода, въглерод и органични съединения. Те са „хидратирани“, което означава, че съдържат вода, свързана в минералите в скалата. Компонентите на водата са заключени в кристални структури. Много изследователи смятат, че тези древни скали са изиграли решаваща роля за доставянето на вода на ранната Земя.

Преди да се сблъскат със Земята, скалите, които пътуват в Космоса, обикновено се наричат астероиди, метеороиди 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 астероиди 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 въглеродни. Така че защо има такова несъответствие?

В изследване, публикувано в списание Nature Astronomy, екип учени се опитва да отговори на един стар въпрос: къде са всички въглеродни хондрити?

Желанието на учените да изучават тези древни скали е причина за последните космически мисии за връщане на проби. Мисиите OSIRIS-REx на НАСА и Hayabusa2 на JAXA промениха познанията на изследователите за примитивните, богати на въглерод астероиди.

Метеоритите, които се намират на земята, са изложени на въздействието на дъжд, сняг и растения, което може значително да ги промени и да затрудни анализа. Затова мисията OSIRIS-REx се отправи към астероида Бенну, за да вземе непроменена проба. Извличането на тази проба позволи на учените да изследват подробно състава на астероида. По подобен начин пътуването на Hayabusa2 до астероида Рюгу осигури непокътнати проби от друг, също толкова богат на вода астероид.

Заедно тези мисии позволиха на планетарни учени като мен да изследват девствени, крехки въглеродни материали от астероиди. Тези астероиди са пряк прозорец към градивните елементи на нашата Слънчева система и произхода на живота.

Дълго време учените смятаха, че земната атмосфера филтрира въглеродните отломки. Когато даден обект попадне в земната атмосфера, той трябва да преживее значително налягане и високи температури. Въглеродните хондрити обикновено са по-слаби и по-трошливи от другите метеорити, така че тези обекти просто нямат толкова голям шанс.

Метеоритите обикновено започват пътуването си, когато два астероида се сблъскат. Тези сблъсъци създават куп скални фрагменти с размери от сантиметър до метър. Тези космически трохи преминават през Слънчевата система и в крайна сметка могат да паднат на Земята. Когато са по-малки от един метър, учените ги наричат метеороиди.

Метеороидите са твърде малки, за да могат изследователите да ги видят с телескоп, освен ако не са на път да ударят Земята и астрономите нямат късмет. Но има и друг начин, по който учените могат да изследват тази популация и на свой ред да разберат защо метеоритите имат толкова различен състав.

Повечето метеорити, които достигат Земята, са малки частици с размерите на пясък, но понякога попадат и тела с диаметър до няколко метра. Изследователите изчисляват, че около 5000 метрични тона микрометеорити кацат на Земята годишно, а всяка година на Земята падат между 4000 и 10 000 големи метеорита - с размер на топка за голф или по-големи. Това са повече от 20 всеки ден.

Днес цифровите фотоапарати направиха практични и достъпни денонощните наблюдения на нощното небе. Евтините високочувствителни сензори и автоматизираният софтуер за откриване позволяват на изследователите да наблюдават големи участъци от нощното небе за ярки проблясъци, които сигнализират за попадане на метеорит в атмосферата.

Изследователските екипи могат да пресеят тези наблюдения в реално време, като използват техники за автоматичен анализ, за да намерят безценна информация. С изненада учените установяват, че много астероидни парчета дори не достигат до Земята. Нещо започва да отстранява слабите неща, докато фрагментът все още е в Космоса. Въглеродният материал, който не е много издръжлив, вероятно се разрушава чрез топлинен стрес, когато орбитата му го отвежда близо до Слънцето.

Когато въглеродните хондрити се движат в орбита близо до Слънцето, а след това се отдалечават от него, температурните колебания образуват пукнатини в материала им. Този процес ефективно фрагментира и премахва слабите, хидратирани камъни от популацията на обектите в близост до Земята. Всичко, което остава след това термично напукване, трябва да оцелее в атмосферата.

Само 30 - 50% от останалите обекти оцеляват при преминаването през атмосферата и се превръщат в метеорити. Отломките, чиито орбити ги доближават до Слънцето, обикновено са значително по-издръжливи, което ги прави много по-склонни да оцелеят при трудното преминаване през земната атмосфера. Наричаме това пристрастие към оцеляването.

В продължение на десетилетия учените са предполагали, че само земната атмосфера обяснява недостига на въглеродни метеорити, но новото проучване показва, че голяма част от отстраняването им се случва преди това в Космоса. В бъдеще новите научни постижения могат да помогнат за потвърждаване на тези открития и по-добро идентифициране на метеороидните композиции. Учените трябва да се подобрят в използването на телескопи за откриване на обекти точно преди да ударят Земята. По-подробно моделиране на това как тези обекти се разпадат в атмосферата също може да помогне на изследователите да ги изучават.

Накрая, бъдещите проучвания могат да излязат с по-добри методи за идентифициране от какво са направени тези огнени топки, използвайки цветовете на метеорите.

Снимка: Unsplash

Виж още: Дори малки телескопи могат да наблюдават новооткрита комета в нощното небе