Микрометеориты, происходящие из ледяных небесных тел внешней Солнечной системы, могут быть ответственны за транспортировку азота в околоземную область на заре существования нашей Солнечной системы. Это открытие было опубликовано в журнале Nature Astronomy международной группой исследователей, в том числе учёными Гавайского университета в Маноа под руководством Киотского университета.
Соединения азота, такие как соли аммония, в изобилии содержатся в материалах, рожденных в регионах, далеких от Солнца, но доказательства их переноса в область орбиты Земли были плохо изучены.
Статья «Приток богатого азотом материала из внешней части Солнечной системы, о котором свидетельствует нитрид железа в образцах Рюгу», была опубликована в журнале Nature Astronomy.
Как и все астероиды, Рюгу — небольшой скалистый объект, вращающийся вокруг Солнца. Космический корабль «Хаябуса-2» Японского агентства аэрокосмических исследований исследовал Рюгу и доставил материал с его поверхности обратно на Землю в 2020 году. Этот загадочный астероид богат углеродом и подвергся значительному космическому выветриванию, вызванному столкновениями микрометеоритов и воздействием заряженных ионов, исходящих от Солнца.
В этом исследовании ученые стремились найти подсказки о материалах, прибывающих к орбите Земли, где в настоящее время находится Рюгу, путем изучения доказательств космического выветривания в образцах Рюгу. С помощью электронного микроскопа они обнаружили, что поверхности образцов Рюгу покрыты крошечными минералами, состоящими из железа и азота (нитрид железа: Fe4N).
«Мы предположили, что крошечные метеориты, называемые микрометеоритами, содержащие соединения аммиака, были доставлены из ледяных небесных тел и столкнулись с Рюгу», — сказал Тору Мацумото, ведущий автор исследования и доцент Киотского университета. «Столкновения микрометеоритов вызывают химические реакции на магнетите и приводят к образованию нитрида железа».
Нитрид железа наблюдался на поверхности магнетита, состоящего из атомов железа и кислорода. Когда магнетит подвергается воздействию космической среды, атомы кислорода теряются с поверхности в результате облучения ионами водорода от Солнца (солнечный ветер) и нагревания в результате удара микрометеорита. В итоге, от этих процессов на самой поверхности магнетита образуется металлическое железо, которое легко вступает в реакцию с аммиаком, создавая идеальные условия для синтеза нитрида железа.
Больше информации: Toru Matsumoto et al, Influx of nitrogen-rich material from the outer Solar System indicated by iron nitride in Ryugu samples, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-02137-z