Что оказало влияние на состав планет в нашей Солнечной системе?

Путем моделирования эволюции протопланетного диска ученые определили, почему состав каменистых планет и метеоритов нашей Солнечной системы не коррелирует с составом Солнца.

Об этом рассказывают в Гарвард-Смитсоновском Центре астрофизики (CfA).

Планеты и их звезды образуются из одного и того же резервуара небулярной туманности, поэтому их химический состав должен коррелировать, однако наблюдаемые составы планет не полностью совпадают с составами их центральных звезд.

В нашей Солнечной системе, например, все скалистые планеты и планетезимали содержат почти солнечные пропорции тугоплавких элементов (элементов, таких как алюминий, конденсируемых из газа, когда температура падает ниже примерно 1500 Кельвинов), но обеднены на летучие элементы (испаряющиеся, например азот). Астрономы считают, что планеты были образованы в результате коалесценции уже сконденсированной минеральной пыли.

Когда начальное, холодное ядро ​​молекулярного облака разрушается и формируется диск, нагрев от новой звезды (плюс вязкость диска) может испарить часть первичного конденсированного материала, что заставляет последовательности конденсации начинаться заново, но уже при более высоких температурах и давлении, развивающихся относительно быстро.

Астрономы также анализируют метеориты разных типов, чтобы определить их химический состав.

В зависимости от свойств первоначального ядра молекулярного облака и диска, возникающие при формировании планеты температуры могли быть недостаточными для испарения наиболее тугоплавких материалов, которые ранее существовали. Поскольку различные минералы в планете конденсируются в различных условиях, времени и местах, общая ситуация является комплексной, что затрудняет понимание наблюдаемой химии планет.

Геолог CfA Михаил Петаев и его коллеги смоделировали коллапс ядра молекулярного облака и образование звезды, диска и планет, а также проанализировали эволюционное распределение температур по диску, чтобы сделать вывод о последовательности конденсации минералов.

Они обнаружили, что свойства начального ядра облака оказывают значительное влияние на максимальные температуры, достигаемые в диске, и на результирующий состав планет и астероидов; максимальная температура возникает примерно в конце фазы коллапса, спустя несколько сотен тысяч лет.

Они также обнаружили, что, хотя состав звезды подобен составу ядра молекулярного облака, звезда может быть несколько обеднена некоторыми из наиболее тугоплавких элементов, и, таким образом, звездный состав может не быть хорошим приближением к исходному составу ядра. Только ядра облаков с высокой начальной температурой (или низким вращением диска) приведут к образованию планет, богатых тугоплавкими элементами.

Что важно, как они пришли к выводу, для воспроизведения состава, наблюдаемого у метеоритов Солнечной системы и планет земной группы, начальное ядро ​​или имело редкие свойства, например температура около 2000 Кельвинов (значительно выше ожидаемого медианного значения 1250 Кельвинов), или другой источник нагрева должен повысить температуру протопланетного диска.

Исследование было опубликовано в журнале "Ежемесячные сообщения Королевского астрономического общества".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.