Астероид Бенну, образцы которого доставила на Землю миссия OSIRIS-REx, вероятно, сформировался вблизи границы между внутренней и внешней частями молодой Солнечной системы. К такому выводу пришли исследователи ETH Zurich и Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса. Их работа опубликована в журнале Science Advances.
Учёные изучили примерно полграмма вещества Бенну, переданного лаборатории ETH Zurich. Команда профессора изотопной геохимии Марии Шёнбехлер искала нуклеосинтетические изотопы — своеобразные химические маркеры, сохранившие сведения об условиях формирования Солнечной системы 4,6 млрд лет назад. В разных областях протопланетного диска содержание изотопов железа, титана и хрома отличалось.
Астероиды и метеориты принято разделять на два крупных семейства. Некарбонатные объекты образовались во внутренней части диска, где возникли планеты земной группы, а углеродистые — в холодной внешней области, богатой летучими веществами. До получения образцов Бенну относили к хондритам CI, редкой разновидности углеродистых астероидов: на Земле нашли лишь 10 таких метеоритов, что составляет менее 0,0127% от общего числа собранных образцов.
Изотопы титана и хрома подтвердили принадлежность Бенну к внешнему семейству, однако состав железа оказался ближе к некарбонатным астероидам внутренней Солнечной системы. Дополнительный анализ с использованием распада радиоактивного марганца-53 показал, что объект сформировался примерно через 2 млн лет после появления первых твёрдых пород. Для внешней части диска такое быстрое образование было бы маловероятным из-за меньшей плотности доступного вещества.
Исследователи связывают необычный состав Бенну с ранним Юпитером. К моменту формирования астероида масса планеты уже достигала 23 масс Земли, а её движение через газопылевой диск создало области повышенного давления по обе стороны орбиты. Мелкие частицы могли проходить внутрь, тогда как расплавленные капли размером около миллиметра, называемые хондрами, задерживались с внешней стороны орбиты Юпитера.
Зоны давления почти совпадали с линией льда — областью, где вода вокруг молодого Солнца замерзала. Скопление пыли у этой границы сформировало своеобразную космическую пробку, ставшую основой для будущего Бенну, а последующий приток вещества из внешней части диска создал смешанные слои. Позднее астероид постепенно переместился ближе к Солнцу и стал околоземным объектом, сохранив исходный химический состав на протяжении миллиардов лет.