Американский научно-исследовательский аппарат OSIRIS-REx был запущен в сентябре 2016 года. Он достиг астероида Бенну в начале декабря 2018 года, а 24 сентября 2023 года капсула с грунтом, собранным с поверхности астероида, успешно приземлилась на территории США. Всего на Землю было доставлено около 120 граммов грунта. Часть материала получила группа из Швейцарской высшей технической школы Цюриха, изучившая его изотопный состав. Ученые смогли уточнить, где и при каких условиях сформировалось исходное вещество астероида. Результаты их исследования опубликованы в журнале Science Advances.

В своем исследовании швейцарские ученые измерили соотношения изотопов железа, титана и хрома, которые могут служить химическими индикаторами условий происхождения вещества. Оказалось, что Бенну очень близок по этим характеристикам к астероиду Рюгу, образцы которого ранее доставила японская станция «Хаябуса-2», а также к редким метеоритам типа CI. Вероятно, вещество всех этих объектов сформировалось из одного источника хорошо перемешанной космической пыли и заметно отличается от большинства других известных групп метеоритов и астероидов.

Ранее предполагалось, что богатые водой тела вроде Бенну возникли далеко во внешней части Солнечной системы – возможно в области формирования комет, причем сравнительно поздно. Новые измерения указывают на другой сценарий. Авторы работы считают, что исходное вещество Бенну, Рюгу и CI-метеоритов могло сформироваться примерно 4,5 млрд лет назад вблизи границы протопланетного диска, за которой температура была достаточно низкой для конденсации водяного льда (т. н. снеговая линия). В этой переходной области смешивалось вещество из внутренних и внешних частей молодой Солнечной системы.

Важную роль в этом процессе мог сыграть Юпитер, сформировавшийся очень рано – примерно в течение первого миллиона лет после рождения Солнца. Быстрорастущая планета препятствовала свободному перемещению сравнительно крупных частиц через протопланетный диск, но мелкая пыль могла проходить мимо нее и смешиваться по обе стороны орбиты гиганта. В результате, возле снеговой линии возникла смесь веществ различного происхождения, из которой впоследствии могли сформироваться тела вроде Бенну, Рюгу и CI-метеоритов.

Этот сценарий объясняет сразу несколько особенностей Бенну. Из-за близости снеговой линии исходный материал, из которого сформировался астероид, был богат водой, а эффективное перемешивание мелкой пыли привело к тому, что химический состав астероида оказался особенно близок к первоначальному составу вещества Солнечной системы. Бенну при этом сохранился как очень примитивное тело: вещество, из которого он состоит, возникло на заре формирования планетной системы и с тех пор сравнительно мало изменилось.

Изучение подобных астероидов позволяет восстановить процессы, которые предшествовали образованию планет земной группы. Поскольку Бенну богат водой и органическими соединениями, изучение его состава также поможет лучше понять возможные источники летучих веществ и органики на ранней Земле. Теперь ученым предстоит выяснить, насколько распространена среди других астероидов обнаруженная у Бенну и Рюгу изотопная смесь.

• Вперёд >