Ученые из Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) обнаружили, что крупные тела в космосе подвергаются микрометеоритной бомбардировке. Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal.
Как показало изучение следов микрометеоритов в доставленных на Землю образцах, астероид Рюгу, находящийся в 300 миллионах километров от Земли, постоянно подвергается воздействию микроскопических метеороидов, что приводит к дегидратации филлосиликатов — минералов, включающих в себя серпентин и сапонит. Эти процессы разрушают кислородно-водородные связи, изменяя химический состав поверхности астероида.
Для изучения механизма разрыва связей использовались методы молекулярной динамики, позволяющие моделировать химические реакции на субнаносекундных временных масштабах. Такой подход позволяет оценить взаимодействие атомов кремния, магния, кислорода и водорода, которое происходит слишком быстро для прямого наблюдения.
Исследование показало, что при столкновении микрометеороидов со скоростью приблизительно 20 километров в секунду разрушается около 200 связей, тогда как при увеличении скорости до ~300 километров в секунду число разрушений возрастает до 2000. Диаметр кратера, образованного такими ударами, варьируется от нескольких нанометров, что сопоставимо с размерами отдельных молекул, до более значительных повреждений.
Также было изучено влияние температуры, которая на Рюгу колеблется от -73 до 67 градусов Цельсия. Однако исследователи установили, что дегидратация минералов в большей степени обусловлена кинетической энергией ударов, приводящей к нагреву поверхности астероида до более 1000 кельвинов, чем температурными изменениями в естественных условиях.
Ученые пришли к выводу, что микробомбардировка способствует изменению поверхности астероида, но диссоциированные атомы могут рекомбинировать, образуя воду и другие соединения. Это открытие помогает понять эволюцию химического состава астероидов и их влияние на межпланетную среду.