Частицы из пояса Койпера могут находиться в земной атмосфере

Мелкие пылинки могут добираться от границ Солнечной системы до Земли. И, не исключено, что мы уже располагаем такими частичками.

По оценкам учёных, ежегодно в стратосфере Земли оседает около 40 000 тонн космической пыли. С 1970-х годов NASA регулярно запускает специальные аэростаты и самолёты для сбора образцов этой пыли.

Долгое время считалось, что частицы, зачастую имеющие размер всего несколько десятков микрометров, раньше были частью комет и астероидов, оказывающихся близко к Солнцу (ближе, чем орбита Юпитера). Однако, согласно новым данным, некоторые из частиц могли прибыть из пояса Койпера, представляющего собой одну из внешних областей Солнечной системы за орбитой Нептуна, где находятся ледяные объекты.

Об этом заявил планетолог Линдсей Келлер (Lindsay Keller) из космического центра имени Джонсона на недавней конференции по изучению Луны и планет (Lunar and Planetary Science Conference). Изучение этих частиц может пролить свет на далёкие таинственные объекты пояса Койпера, их образование и состав.

«У нас нет шансов запустить космический аппарат в пояс Койпера, чтобы взять образцы этой пыли в ближайшие годы», – говорит Келлер. «Но у нас есть образцы этих частиц в коллекциях стратосферной пыли, собранных NASA».

Есть интересный способ установить происхождение таких пылинок. Надо найти микроскопические «дорожки», оставленные тяжёлыми заряжёнными частицами от солнечных вспышек. Чем дольше пылинка летала в космосе и дальше возникла от Земли, тем больше будет таких следов.

Прежде чем определить, сколько времени пылинка провела в космосе, нужно установить, сколько «дорожек» от заряжённых частиц в среднем может появиться на ней в течение года. Для этого понадобился образец, чьи возраст и плотность «дорожек» были известны. Под эти критерии подходят только образцы пород, доставленные на Землю с Луны экипажами Apollo.

Однако оценка плотности следов частиц проводилась на этих образцах ещё в 1975 году, и к тому же куда менее точными инструментами, чем есть сегодня. Поэтому Келлер и планетолог Джордж Флинн (George Flynn) из государственного университета Нью-Йорка провели новую оценку того же образца, используя электронный микроскоп.

Оказалось, что частота образования следов от частиц на два порядка ниже, чем считалось по результатам предыдущего исследования. Это означает, что частицам пыли требуется больше времени, чтобы образовались «дорожки». Когда Келлер и Флинн сосчитали количество дорожек в 14 пылинках, собранных в земной атмосфере, оказалось, что некоторые из них могли провести миллионы лет в космическом пространстве – слишком долгое время, чтобы прилететь из области между Марсом и Юпитером.

По подсчётам исследователей, частицы пыли из пояса Койпера должны были блуждать по космическим просторам 10 миллионов лет, прежде чем оказались в стратосфере Земли. Таким образом, «это довольно весомые свидетельства того, что мы собираем пылинки из пояса Койпера прямо на Земле», – объясняет Келлер.

Четыре из исследованных частиц содержали минералы, которые должны были образоваться через взаимодействие с жидкой водой. Это было неожиданное открытие, ведь раньше считалось, что в поясе Койпера царят слишком низкие температуры, чтобы вода могла находиться в жидком состоянии.

«Многие из этих частиц, если они действительно происходят из пояса Койпера, являются свидетельством того, что минералы в объектах пояса образовались в жидкой воде», – говорит Келлер. Вода могла появиться там, когда в результате столкновений объектов пояса Койпера выделялось достаточно тепла, чтобы растопить лёд.

«Если окажется, что Линдсей Келлер действительно имеет образцы из пояса Койпера в своей лаборатории, это будет просто невероятным открытием», – считает планетолог Кэри Лисс (Carey Lisse) из лаборатории прикладной физики университета имени Джонса Хопкинса.

Однако требуются дополнительные исследования, чтобы доказать, что частицы пыли не находились на поверхности какого-нибудь астероида в течение миллионов лет, а действительно прибыли из пояса Койпера.

«Келлеру нужно исследовать больше образцов», – считает Лисс. «Но, мне кажется, он нашёл что-то весьма интересное».

Лисс работает в команде миссии New Horizons, которая обнаружила значительное количество пылевых частиц во внешних границах Солнечной системы, в частности, вблизи карликовой планеты Плутона, мимо которой аппарат пролетел в 2015 году.

По словам учёного, после этого открытия сам факт обнаружения частиц из пояса Койпера на Земле не представляет собой ничего удивительного. Теперь, считает Лисс, можно попробовать установить, из чего же действительно состоят тела пояса Койпера.

Источник: www.sciencenews.org