Метеориты показывают радиоактивный нагрев астероидов

Команда из японского университета Ибараки исследовала фрагмент метеорита Джбилет Винселван. Этот метеорит представляет собой углеродистый хондрит массой 6 кг (к этому типу относится менее 5% метеоритов, обнаруженных на Земле). Исследования содержания изотопов показывают, что хондриты, созданные Землей во время ее формирования, могут быть важным источником летучих элементов, таких как водород и азот.

Анализ показал, что метеорит содержит кальцит (CaCO₃) — кристаллическую форму основного компонента яичной скорлупы, жемчуга и мела, образующуюся только в присутствии жидкой воды. Используя радиоизотопное датирование, команда подсчитала, что кальцит в образце, вероятно, образовался всего за 2,6 миллиона лет до образования Солнечной системы, а это означает, что в какой-то момент родительский астероид был достаточно горячим, чтобы растопить его лед.

Действительно, были обнаружены признаки того, что астероид был нагрет до положительных температур. Некоторые минералы распались, и лабораторные тесты показывают, что требовались температуры выше 300 градусов по Цельсию. Так вот вопрос: что так быстро нагрело этот астероид после образования Солнечной системы?

Были идентифицированы три возможных источника тепла: солнечное излучение, столкновения с другими астероидами и распад радиоактивных элементов. Из-за быстрого образования кристаллов кальцита ученые пришли к выводу, что наиболее вероятным из них является радиоактивный распад. Это объяснение подтверждается тем фактом, что и нагрев при столкновениях, и радиационный нагрев являются процессами, происходящими периодически или постепенно в течение миллиардов лет. Радиоактивные же элементы способны произвести необходимое количество энергии всего за несколько миллионов лет.

Для теста ученые смоделировали тепловую эволюцию астероида, нагретого распадом радиоактивного изотопа алюминия. Они обнаружили, что 20% астероида нагреются до 300 градусов по Цельсию, достаточной температуры, чтобы вызвать разложение минералов, обнаруженное в метеорите Джбилет Винселван.

Более того, модель показала, что, хотя внутренняя часть астероида была достаточно теплой, чтобы содержать жидкую воду через 0,3 миллиона лет после его образования, внешняя часть оставалась прохладной еще 0,3 миллиона лет, вплоть до 1 миллиона лет. Это объясняет механизм, по которому разные метеориты могут возникать из одного и того же астероида. Скорее всего, метеорит Джбилет-Винселван образовался внутри материнского тела, а метеориты с аналогичным химическим составом, но без следов нагревания, могли образоваться во внешних слоях астероидов.