Могла ли теплота от ударов по астероидам обеспечить ингредиенты для жизни на Земле?

Исследователи из Университета Кобе экспериментально показали, что тепло, выделяемое при столкновении с малым небесным телом, могло вызывать водную альтерацию и образование органических веществ на поверхности астероида. Они провели эксперименты по высокоскоростному ударному кратерообразованию на материале, имитирующем астероид, и измерили распределение тепла вокруг образовавшегося кратера. На основе этих данных была установлена эмпирическая зависимость максимальной температуры и длительности нагрева, а также разработана модель теплопроводности.

Результаты расширяют пространственные и временные рамки, в которых могли существовать условия для водной альтерации и образования органических твердых веществ. Это значительно увеличивает число небесных тел, которые потенциально могли доставить воду и предшественники жизни на Землю. Результаты опубликованы в британском научном журнале Communications Earth and Environment 18 мая 2021 года.

Исследователи использовали пористый гипс в качестве мишени, имитирующей астероид, и разместили внутри несколько термопар. Эксперименты с ударными скоростями от 1 км/с и выше позволили измерить изменения температуры вокруг кратера. Выяснилось, что максимальная температура и длительность нагрева зависят от безразмерного расстояния (расстояния от точки удара, отнесенного к радиусу кратера), независимо от скорости, размера и плотности ударника.

Расчеты на основе модели показали, что на расстояниях до 2 астрономических единиц водная альтерация может происходить при образовании кратера радиусом более 20 км, а образование органических веществ возможно вокруг кратеров радиусом более 1 км.

Достаточным источником тепла для таких химических реакций внутри астероидов считается нагрев от радиоактивного распада короткоживущего нуклида ²⁶Al. Однако этот процесс мог происходить только в начале истории Солнечной системы. Теория об ударном нагреве при столкновениях малых тел с астероидами как альтернативном источнике тепла набирает обороты. Новое исследование впервые экспериментально изучило этот процесс генерации и распространения тепла.