Согласно результатам исследований, существенная доля космической пыли, непрерывно опускающейся на нашу планету, вероятно, исходит из ранее не идентифицированных околоземных астероидов. Изучение уникальных микрометеоритов выявило, что их химический состав и механизм образования отличаются от характеристик всех известных метеоритного происхождения.

Ежедневно на земную поверхность попадает колоссальное количество крошечных частиц внеземного характера. Подавляющее большинство из них – это микрометеориты, способные выдержать воздействие атмосферы. Для специалистов эти частицы служат ценным источником данных о небесных телах Солнечной системы, поскольку их можно добывать и анализировать без необходимости проведения затратных космических экспедиций.

Исследователи подчеркивают, что установить место происхождения подобных частиц не всегда представляется возможным, особенно если тела-родители остаются неопределёнными или отсутствуют в имеющихся списках астероидов и метеоритов.

Значительный интерес вызывают космические сферулы – микрометеориты, которые при проникновении через атмосферу полностью плавятся, принимая почти идеально круглую форму. Интенсивный нагрев приводит к разрушению их первоначальной минералогической структуры, что существенно затрудняет определение места их возникновения.

Иногда установить происхождение удается благодаря изотопам кислорода, которые служат своеобразным уникальным химическим маркером. Тем не менее, примерно десятая часть космических сферул демонстрирует аномально низкое содержание кислорода-16 и не соответствует ни одной известной категории метеоритов. Ученые классифицируют эти объекты как четвертую группу.

Создатели нового исследования выдвинули гипотезу о том, что ценные сведения могут предоставить не только химический состав, но также характеристики траекторий небесных тел, являющихся источником этих частиц. Специальное внимание было уделено сферам с особенной структурой, названной CumPo. Она характеризуется скоплениями кристаллов оливина, размер которых постепенно возрастает от одного края сферы к другому.

По оценкам специалистов, данная структура указывает на нестандартные условия формирования микрометеоритов. Предыдущие научные работы уже демонстрировали, что подобные частицы могли проникать в атмосферу с очень большой скоростью, что позволяет делать предположения о форме орбит их родительских тел.

С целью определения источника этих образований ученые провели исследование десяти сферических частиц CumPo, обнаруженных в антарктическом регионе, а также сравнили их с образцами из современной коллекции, полученной с крыш городских построек. В процессе анализа применялись электронная микроскопия, локальный зондовый анализ и методы определения изотопного состава кислорода SIMS и NanoSIMS.

Анализ показал, что обе коллекции имеют практически идентичные параметры. На основе полученных результатов ученые выделили новый тип космических сферул, содержащих большое количество серы и получивших название SCumPo.

Данные частицы демонстрируют тесную связь с четвертой аномальной группой, характеризующейся дефицитом кислород-16. Помимо этого, они проявляют ряд специфических особенностей, указывающих на крайне восстановительную среду во время их прохождения через земную атмосферу. К таким признакам относится практически полное отсутствие магнетита, частое наличие капель железа, никеля и серы, низкая концентрация никеля в кристаллах оливина и аномально высокое содержание серы внутри стекловидной структуры.

Особый интерес вызвал факт обнаружения участков с различным содержанием кислород-16 – как повышенным, так и пониженным – в пределах некоторых сферул. Подобная комбинация крайне редко встречается в природе и, по мнению авторов исследования, свидетельствует о том, что исходная космическая пыль представляла собой смесь не менее чем из двух различных веществ.

Предполагается, что один из компонентов обладал характеристиками изотопного состава, свойственными безводным фазам углистых хондритов, а второй имел уникальный состав, который не соответствует ни одному известному на сегодняшний день типу метеоритов, хотя и напоминает мелкозернистый материал загадочной четвертой группы.

После этого исследователи провели вычислительное моделирование осаждения кристаллов в условиях замедления частиц в атмосфере. Результаты продемонстрировали, что наблюдаемая структура сфероидов оптимально формируется при скорости поступления порядка 14–17 километров в секунду.

Указанные значения соответствуют небесным телам, движущимся по орбитам с заметно вытянутой формой и эксцентриситетом превышающим 0,2. Как утверждают авторы научной работы, такие траектории гораздо более характерны для околоземных астероидов, чем для большинства представителей главного пояса.

Основываясь на полученной информации, специалисты выдвигают гипотезу о том, что исходным объектом SCumPo мог быть ранее не идентифицированный примитивный углистый астероид с высоким содержанием сульфидов. Состав этого тела, вероятно, имеет общие черты с семейством углеродистых хондритов CM–CO–CY.

Специалисты предполагают, что подобный астероид мог образоваться в более отдалённом регионе Солнечной системы и впоследствии переместился на траекторию, пересекающую орбиту нашей планеты. В качестве вероятного развития событий рассматриваются фрагменты разрушенного небесного тела, подвергшиеся тепловому воздействию, но сохранившие признаки наличия воды, что свойственно объектам группы CY.

По мнению ученых, родительский объект мог быть редким видом метеоритов. Ранее на нашей планете были найдены микроскопические частицы подобного состава, однако полноценный метеорит с идентичными характеристиками до сих пор не был обнаружен. Будущая экспедиция в космос или находка соответствующего экземпляра станет значительным прорывом в понимании формирования материи Солнечной системы.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.