Редкий метеорит, пробивший крышу дома в Нью-Джерси, содержит следы древних соленых жидкостей, органических соединений и аминокислот, образовавшихся на примитивном астероиде. Его первозданный химический состав может дать новые подсказки о том, как космические камни помогали обеспечивать раннюю Землю некоторыми ингредиентами, необходимыми для жизни.
16 июля 2024 года метеор пролетел над районом Нью-Йорка среди белого дня, вызвав звуковой удар, когда пролетел к югу от Статуи Свободы. Вскоре после этого метеорит весом более двух фунтов пробил крышу дома в Хиллсборо, штат Нью-Джерси. Международная исследовательская группа проанализировала извлеченный материал и опубликовала свои результаты в журнале Science Advances .
«Криминалистическое исследование фрагментов показало, что они содержат сохранившиеся частицы с поверхности примитивного астероида, где он подвергался воздействию концентрированных соленых жидкостей — процесс, ранее неизвестный для этого типа протопланет», — сказал ведущий автор исследования и астроном-метеоролог Питер Дженнискенс из Института SETI и исследовательского центра Эймс НАСА в Силиконовой долине Калифорнии.
Метеорит, отслеживаемый на северо-востоке
Объект, вошедший в атмосферу Земли в тот день, был примерно размером с тяжелый дорожный чемодан и двигался со скоростью 32 000 миль/ч (14,4 километра в секунду). Шестьдесят человек в Нью-Йорке, Нью-Джерси, Коннектикуте, Род-Айленде и Пенсильвании сообщили Американскому метеорному обществу о том, что видели метеор. Шестнадцать человек в Нью-Йорке и Нью-Джерси также сообщили, что почувствовали ударную волну.
«Наши камеры в Нортфорде, штат Коннектикут, и Дугласвилле, штат Пенсильвания, а также камера дверного звонка в Уэйне, штат Нью-Джерси, запечатлели метеор, и на основании этих данных мы измерили его траекторию», — сказал оперативный менеджер Американского метеорного общества Майк Хэнки. «Путь прослеживается в нижней части пояса астероидов».
Падающий камень был хрупким и быстро раскололся, пролетая сквозь атмосферу. Он исчез из поля зрения на высоте 22 мили (35 километров). Вскоре после этого доплеровский метеорологический радар в аэропорту Ньюарка на короткое время зафиксировал вытянутое облако падающих камешков, простирающееся от Статен-Айленда до Нью-Джерси.
Метеорит Хиллсборо находился в самом конце этого следа обломков, где, как ожидалось, должны были достичь земли самые крупные фрагменты. Был обнаружен только один метеорит, в основном потому, что его невозможно было не заметить, так как он упал на дом.
Хозяин дома вспомнил, что произошло: «В тот момент я был дома, услышал громкий грохот и обнаружил дыру в потолке главной спальни. Я почувствовал сильный запах серы и увидел множество черных обломков, а также мусор и черную пыль, которые покрыли мою кровать, ковер и окружающие предметы».
Он быстро задокументировал место происшествия и защитил материал от загрязнения. Надев одноразовые перчатки, он использовал алюминиевую фольгу для сбора фрагментов метеорита и поместил их в стеклянные банки.
Исключительно редкий примитивный метеорит
Лабораторный анализ показал, что обнаруженная порода принадлежала к примитивному семейству метеоритов, известному как углеродистые хондриты типа CM. Буква «M» обозначает метеорит Мигей, упавший на Украине в 1889 году.
Соавтор статьи Майк Золенски, метеоролог из Космического центра им. Джонсона НАСА в Хьюстоне, обнаружил, что некоторые части метеорита Хиллсборо подверглись более обширным изменениям под воздействием воды на родительском астероиде, чем обычно наблюдается в углеродистых хондритах типа CM2.
Метеорит был классифицирован как углеродистый хондрит CM1/2, что помещает его между петрографическими категориями CM1 и CM2.
Падение метеорита Хиллсборо — лишь 22-е зарегистрированное падение метеорита типа CM. Что еще более примечательно, это всего лишь второе зафиксированное падение углеродистого хондрита типа CM1/2. Первым был метеорит Коланг, упавший в Северной Суматре, Индонезия, в 2020 году. Все остальные зафиксированные падения метеоритов типа CM были связаны с материалом типа CM2, и ни одного падения метеорита типа CM1 не наблюдалось.
«Благодаря быстрой реакции домовладельца, это самые неповрежденные метеориты типа CM1/2 из всех известных нам», — сказал Дженнискенс.
Свидетельства существования древних астероидных рассолов
Учёных особенно интересует, как вода повлияла на химический состав примитивных астероидов. Другая крупная группа примитивных углеродистых хондритов известна как CI, где буква «I» относится к метеориту Ивуна, упавшему в Танзании в 1938 году.
Неповрежденные образцы этого типа также были доставлены непосредственно из космоса. Миссия JAXA Hayabusa 2 доставила материал с астероида Рюгу, а миссия NASA OSIRIS-REx — образцы с астероида Бенну. Эти образцы содержат существенные доказательства того, что соленые жидкости когда-то существовали непосредственно под поверхностью их родительских астероидов.
Золенский и его коллега Чанми Хан обнаружили внутри метеорита Хиллсборо небольшие фрагменты CM1, богатые солью. Их выводы позволяют предположить, что материал поступил из области, расположенной вблизи поверхности родительского астероида, где жидкая вода испарилась, оставив после себя все более концентрированные соли.
В настоящее время исследователи занимаются идентификацией конкретных солевых минералов в метеорите, чтобы сравнить их с аналогичными материалами, обнаруженными в образцах, доставленных с метеоритов Рюгу и Бенну.
Эта соленая химия может иметь важное значение для понимания химических условий, которые способствовали образованию молекул, имеющих отношение к жизни. Высококонцентрированные рассолы могут поддерживать фосфат в растворенном состоянии и способствовать химическим реакциям с участием органических соединений и минералов, выпадающих в осадок из раствора.
Органические молекулы и ингредиенты для жизни
«Изотопные исследования углерода и азота показывают, что примитивные углеродистые хондриты, включая хондриты типа CM, доставляли органическое вещество на раннюю Землю», — заявили космохимик Куини Чан из Королевского университета Холлоуэй в Лондоне, Англия, и биогеохимик Нана Огава из Центра биогеохимических исследований Японского агентства морских и земных наук и технологий. «Метеорит Хиллсборо содержал 1,8% углерода по весу и 0,07% азота, а его изотопы углерода и азота были типичны для метеоритов типа CM».
Исследователи также обнаружили в метеорите широкий спектр растворимых органических соединений. Разнообразие этих соединений является дополнительным доказательством того, что материал Хиллсборо подвергся более обширным изменениям под воздействием воды, чем большинство других метеоритов типа CM.
«Значительная часть соединений представляла собой продукт органической химии с минералами», — сказал специалист по органической масс-спектрометрии Фил Шмитт-Копплин из Технического университета Мюнхена. «Мы не знаем, были ли эти органические соединения магния результатом химических реакций в рассоле или просто остались от более ранних ударных процессов».
Металлоорганические соединения также играют важную роль в живых организмах, в том числе в крови и фотосинтезе. Ученые обнаружили множество аминокислот среди растворимых органических соединений в метеорите Хиллсборо. Они были похожи на аминокислоты, ранее обнаруженные в хондритах CM2, которые подверглись более умеренному воздействию воды.
Астробиолог Дэнни Главин из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, и исследователи из аналитической лаборатории астробиологии Годдарда пришли к выводу, что тела типа CM могли снабжать раннюю Землю аминокислотами, карбоновыми кислотами и другими растворимыми органическими молекулами. Эта поставка, возможно, способствовала накоплению пребиотического органического материала, существовавшего до возникновения жизни.
Их анализ также показывает, что сложный набор аминокислот метеорита сформировался внутри его родительского тела. Вероятно, соленые жидкости способствовали, по крайней мере, части этих химических процессов.
Редкий образец астероида, сохраненный для научных исследований.
Некоторые фрагменты метеорита Хиллсборо в конечном итоге будут переданы в Американский музей естественной истории в Нью-Йорке, что позволит сохранить этот необычный материал для будущих исследований.
