Типичный метеорит, достигший Земли, представляет собой богатый силикатными минералами камень с округлыми включениями расплава — хондрами. Эти метеориты так и называют — обыкновенные хондриты. На них приходится более 80 процентов находок. Ученые давно подозревали, что астероидных семейств, откуда родом обыкновенные хондриты, не так уж много. В новом исследовании международная группа астрономов выявила круг возможных источников.
Обыкновенные хондриты различаются содержанием чистого железа. По этому признаку их делят (в порядке убывания металла) на три группы — H, L и LL. Существенная часть L-хондритов прибыла на Землю в ордовикском периоде, 466 миллионов лет назад.
Все указывало на одно катастрофическое событие, запустившее массированную бомбардировку планеты. В пользу этого говорил анализ ископаемых микрометеоритов из ордовикских известняков в Швеции. Камни явно испытали сильное ударное и тепловое воздействие, но остывали долго. Значит, размеры породившего их тела были больше 100 километров. Столкновение с ним должно было привести к образованию целого семейства астероидов класса S. Сюда относят тела, сходные по составу с L-хондритами. Это известно из спектроскопических наблюдений в Главном поясе астероидов.
До сих пор поиски среди астероидных семейств с остатками, крупнее 10 километров, не привели успеху. В новой статье, вышедшей в Nature, ученые во главе с Майклом Марсетом из Европейской южной обсерватории (Чили) и Массачусетского технологического института (США) провели спектроскопические наблюдения семейств астероидов S-класса в Главном поясе и, добавив данные из литературы, сравнили результаты с экспериментальными показателями для обыкновенных хондритов.
L-хондритоподобные тела, справа — LL-хондритоподобные тела / © M. Marsset et al., Nature, 2024
Для каждого семейства установили ближайший по составу аналог среди групп обыкновенных хондритов. Мерксия, Агния, Мария и Корониды минералогически близки к H-хондритам, Гефьён — к L, Флора и Эвномия, а также Ниса тяготеют к LL, Юнона занимает промежуточное положение между двумя последними группами.
Анализ спектров семейства Фокеи и Массалии оказался неожиданным. До сих пор известен был только состав самых крупных астероидов. (25) Фокея совпадала с LL-хондритами, а (20) Массалия — с группой H. Теперь выяснилось, что это чужаки в своих семействах. Мелкие члены «свиты» Фокеи тяготеют к H-хондритам, а «массалийцы», наоборот, к L.
Астероидное семейство Массалии занимает наиболее удобное орбитальное положение для поставки на Землю метеоритов, что делает его главным кандидатом в источники L-хондритов. Это подтвердили наблюдения за мелкими околоземных объектами, находящимися в орбитальном резонансе 3:1 с Землей.
Вторая работа, также опубликованная в Nature, посвящена поискам источника большинства современных обыкновенных хондритов. Ее авторы во главе с Мирославом Брозом из Карлова университета (Чехия) оттолкнулись от версии об относительно недавних столкновениях астероидов, породивших метеоритные потоки. На это указывали следы недолгого пребывания под космическими лучами. Согласно этими данным, примерно 40 процентов H-хондритов не старше 5-8 миллионов лет. Отчасти им соответствует молодое астероидное семейство Карины, часть семейства Корониды. Но оставался вопрос с более старыми телами, возрастом 7-8 миллионов лет.
Ученые проанализировали все относительно молодые астероидные семейства Главного пояса и выявили три кластера — все внутри семейства Корониды. Больше всего на роль источника метеоритов возрастом 7,6 миллионов лет подошло семейство Корониды2.
Чтобы понять, вклад каждого из семейств в метеоритные потоки на Землю, исследователи запустили модели развития ударных событий. Они опирались на распределение частот по размерам. Сильнее всего по этому параметру выделялись Корониды2 и Карины. Однако по прошествии 100 миллионов лет (в масштабах модели) пики околокилометровых и метровых тел значительно уменьшились. Это объяснило, почему семейство Агнии, возрастом 100 миллионов лет, вносит минимальный вклад в метеоритный поток на Землю.
Получилось, что древние астероидные семейства могут до сих пор поставлять на Землю метеориты, только если в них произошли соударения не далее 40 миллионов лет назад и между довольно крупными телами — более 30 километров в диаметре. Основной источник километровых метеоритов H, L и LL групп — семейства Фокеи, Юноны и Флоры соответственно. Метровые хондриты поставляют нам Карины, Корониды2, Массалиа2 и Флора.
На два значительных ударных события, случившихся 40 и 8,3 миллиона лет назад, указывают пылевые полосы семейства Массалии (резервуар L-хондритов) и Веритас (близко к углистым CM-хондритам). Вероятно, оттуда же и метровые метеориты.