Китайские ученые обнаружили в образцах лунного грунта с обратной стороны Луны неожиданную находку – микроскопические частицы метеорита чрезвычайно редкого и хрупкого типа. Исследование пыли, собранной в ходе миссии Китайского национального космического управления «Чанъэ-6», выявило вкрапления, принадлежащие метеориту класса углистых хондритов типа Ивуна. Эти богатые водой и летучими веществами космические тела почти никогда не сохраняются при прохождении через атмосферу Земли из-за своей хрупкости. Это первые подтвержденные остатки метеорита такого типа, когда-либо найденные на Луне, что доказывает способность хрупких, содержащих воду астероидов оставлять микроскопические следы в лунном реголите.
Углистые хондриты типа Ивуна являются наиболее богатыми водой и летучими веществами метеоритами, их состав схож с астероидами Рюгу и Бенну. Они очень пористые и содержат до 20 процентов воды в виде гидратированных минералов. Из-за этого они необычно мягкие и рыхлые по сравнению с другими космическими породами, что делает их особенно уязвимыми для разрушения при входе в атмосферу и ударе. В результате на их долю приходится менее одного процента метеоритов, находимых на Земле. Они не должны были сохраниться и на Луне, поскольку высокая скорость столкновения объектов с лунной поверхностью должна приводить к их испарению, расплавлению или разбрасыванию обратно в космос.
Группа исследователей под руководством геохимиков Цзиньтуань Вана и Чжимина Чена из Китайской академии наук проанализировала более 5000 фрагментов материала, доставленного «Чанъэ-6». Образец был собран в кратере, расположенном внутри гигантского бассейна Южный полюс — Эйткен, который покрывает почти четверть лунной поверхности, что делало его перспективным местом для поиска древних ударных пород. Ученые сосредоточились на поиске оливина, силикатного минерала, часто встречающегося в вулканических породах, ударных расплавах и метеоритах. Они выделили несколько фрагментов, содержащих оливин, и провели их сканирующую электронную микроскопию, электронно-зондовый микроанализ и вторично-ионную масс-спектрометрию.
В результате из этих фрагментов исследователи идентифицировали семь частиц, химический состав которых идентичен оливину из углистых хондритов типа Ивуна. Анализ показал, что эти частицы имеют порфировую структуру – кристаллы оливина, вкрапленные в стекловидную матрицу, что согласуется с ударным расплавом, который быстро остыл и затвердел. Ключевым открытием стали результаты химического и изотопного анализов. Соотношения железо-марганец, оксид никеля, оксид хрома, а также изотопные соотношения кислорода и кремния в этих частицах не соответствовали ожидаемым значениям для лунного или земного происхождения. Вместо этого они соответствовали составу астероида-хондрита типа Ивуна, который столкнулся с Луной, расплавился и затем быстро остыл, сохранив свою химию на миллиарды лет.
Это первое прямое физическое доказательство того, что углистые хондриты типа Ивуна бомбардировали Луну на раннем этапе истории Солнечной системы, а также первое свидетельство того, что осколки этой бомбардировки могут сохраниться. Более того, лунная среда может быть лучше земной для сохранения такого материала: анализ команды предполагает, что на долю хондритов типа Ивуна может приходиться до 30 процентов всей метеоритной коллекции Луны. Ученые давно предполагали, что такие метеориты могли играть роль в доставке воды и летучих веществ на раннюю Землю и Луну. Семь крошечных пылинок с обратной стороны Луны подтверждают эту гипотезу. Будущие миссии по забору лунных образцов помогут further изучить эту возможность.
Полученные результаты были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.