В ходе выдающейся астрономической детективной работы ученые определили точное время крупномасштабного столкновения на Весте, что помогает объяснить кривую форму астероида. Их исследование, опубликованное в Nature Geoscience, указывает на столкновение с 4525 человек.4 миллиона лет назад.
Веста, второе по величине тело в поясе астероидов, представляет огромный интерес для ученых, исследующих происхождение и формирование планет.
В отличие от большинства астероидов, он сохранил свою первоначальную дифференцированную структуру, то есть у него есть кора, мантия и металлическое ядро, как у Земли.
Большая часть того, что мы знаем об астероиде, до сих пор было получено от метеоритов говардит-эвкрит-диогенит (HED) после исследований в 1970-х годах, которые впервые предложили Весту в качестве родительского тела этих метеоритов.
В последние годы миссия НАСА «Рассвет», которая вращалась вокруг Весты в 2011-2012 годах, подтвердила идею о том, что метеориты HED происходят из Весты, и предоставила больше информации о составе и структуре астероида. Тщательное картографирование геологии Весты выявило необычно толстую кору на южном полюсе астероида.
Новое исследование обеспечивает надежную основу для понимания геологической временной шкалы Весты, включая массивное столкновение, которое привело к образованию толстой коры.
Ключом к раскрытию этой временной шкалы было изучение редкого минерала, называемого цирконом, обнаруженного в мезосидеритах (каменно-железные метеориты, похожие на метеориты HED с точки зрения текстуры и состава).
Основываясь на убедительной предпосылке, что оба типа метеоритов произошли от одного и того же родительского тела, Весты, команда сосредоточилась на датировании циркона из мезосидеритов с беспрецедентной точностью.
Макико Хаба из Токийского технологического института (Tokyo Tech), специалист по геохимическим и хронологическим исследованиям метеоритов, и Акира Ямагути из Национального института полярных исследований Японии (NIPR) были вовлечены в подготовку образцов – серьезную проблему, объясняет Хаба, поскольку менее десяти зерен циркона было зарегистрировано за последние несколько десятилетий. «Мы разработали, как найти циркон в мезосидеритах, и в конечном итоге подготовили достаточно зерен для этого исследования», – говорит она.
Объединив усилия с соавторами из ETH Zurich, которые разработали метод измерения возраста образцов с использованием уран-свинцового датирования, команда объединила свои знания, чтобы предложить новую эволюционную модель для Весты. «Эта работа не могла бы быть достигнута без сотрудничества между Tokyo Tech, NIPR и ETH Zurich», – отмечает Хаба.
Команда выделяет два важных момента времени: начальное образование корки 4558.5 ± 2.1 миллион лет назад и смешение силикатов металлов в результате столкновения в 4525 г.39 ± 0.85 миллионов лет назад.
Это столкновение, поразившее северное полушарие Весты, вероятно, вызвало толстую кору, наблюдаемую миссией Рассвет, и поддерживает точку зрения, что Веста является родительским телом мезосидеритов и метеоритов HED.
Основываясь на этом исследовании, Хаба говорит, что планирует изучить «более точные условия, такие как температура и скорость охлаждения во время и после крупномасштабного столкновения на Весте, на основе измерений мезосидерита и метеорита HED."
«Я хочу нарисовать картину, которая показывает всю историю Весты от колыбели до могилы», – говорит она. "Объединение такой информации с исследованием моделирования столкновений будет способствовать более полному пониманию крупномасштабных столкновений на протопланетах."
В будущем метод датировки может быть применен к другим метеоритам.
Хаба добавляет: «Это очень важно для понимания того, когда и как протопланеты сформировались и выросли, чтобы стать планетами, подобными Земле. Я также хотел бы применить наш метод датирования к образцам из будущих миссий космических кораблей."