Хаотическая ранняя фаза Солнечной системы
Исследователи наиболее точно восстановили раннюю историю нескольких астероидов. Их результаты показывают, что ранняя Солнечная система была более хаотичной, чем считалось.
Об этом рассказывают в Швейцарской высшей технической школе Цюриха (ETH Zurich), передают OstanniPodii.com.
Еще до образования Земли и других планет молодое Солнце было окружено космическим газом и пылью. На протяжении тысячелетий из пыли образовывались фрагменты пород разных размеров. Многие стали строительными блоками для позже возникших планет. Остальные не стали частями планет и продолжают вращаться вокруг Солнца и сегодня, в частности, в виде астероидов в астероидном поясе.
Исследователи из ETH Zurich и Национального центра компетенции в области научных исследований (NCCR) PlanetS в сотрудничестве с международной командой проанализировали образцы железа из ядер таких астероидов, упавших на Землю в виде метеоритов. Тем самым они раскрыли часть их ранней истории, когда происходило формирование планет. Свои выводы учёные опубликовали в журнале Nature Astronomy.
Свидетели ранней Солнечной системы
"Предыдущие научные исследования показали, что астероиды в Солнечной системе остались относительно неизменными с момента их образования миллиарды лет назад", - объясняет ведущий автор исследования, научный сотрудник ETH Zurich и NCCR PlanetS Элисон Хант. "Поэтому они представляют собой архив, в котором сохранились данные об условиях ранней Солнечной системы", - говорит Хант.
Но, чтобы разблокировать этот архив, исследователям пришлось тщательно подготовить и изучить внеземный материал. Команда взяла образцы из 18 различных железных метеоритов, когда-то являвшихся частями металлических ядер астероидов. Для анализа им пришлось растворить образцы, чтобы выделить элементы палладий, серебро и платину для их детального анализа. С помощью масс-спектрометра они измерили содержание разных изотопов этих элементов. Изотопы – это отдельные атомы элементов, которые имеют одинаковое количество протонов в своих ядрах, но различаются по количеству нейтронов.
В первые несколько миллионов лет существования нашей Солнечной системы металлические ядра астероидов были нагреты из-за радиоактивного распада изотопов. Когда они начали остывать, в них накапливался особый изотоп серебра, образовавшийся в результате радиоактивного распада. Путем измерения современного соотношения изотопов серебра в железных метеоритах исследователи смогли определить, когда и как быстро остыли ядра астероидов.
Результаты показали, что охлаждение было быстрым и, вероятнее всего, произошло из-за сильных столкновений с другими телами, что разорвало изолятивную каменистую мантию астероидов и подвергло их металлические ядра действию космического холода. Хотя на быстрое охлаждение указывали предыдущие исследования, основанные на измерениях изотопов серебра, однако время его наступления оставалось неясным.
"Наши дополнительные измерения количеств изотопов платины позволили нам скорректировать измерения изотопов серебра с учетом искажений, вызванных космическим облучением образцов в космосе. Таким образом, мы смогли определить время столкновений точнее, чем когда-либо ранее", - сообщает Хант. "И, к нашему удивлению, все изученные нами астероидные ядра были облучены почти одновременно, в промежутке времени от 7,8 до 11,7 миллионов лет после образования Солнечной системы", - говорит исследовательница.
Почти одновременные столкновения разных астероидов указали команде на то, что этот период должен быть очень неспокойной фазой Солнечной системы. "Кажется, тогда все разбивалось друг о друга", - говорит Хант. "И мы захотели узнать почему", – добавляет она.
От лаборатории до солнечной туманности
Команда рассмотрела разные причины, соединив свои результаты с результатами последних, сложных компьютерных симуляций развития Солнечной системы. Одновременно эти источники смогли сузить круг возможных объяснений.
"Теория, которая лучше всего объясняла эту энергичную раннюю фазу Солнечной системы, указывала на то, что она была вызвана прежде всего рассеиванием так называемой солнечной туманности", - объясняет соавтор исследования, членкиня NCCR PlanetS и профессор космохимии в ETH Zurich Мария Шёнбехлер. "Солнечная туманность - это остаток газа, оставшегося от космического облака, из которого родилось Солнце. В течение нескольких миллионов лет оно вращалось вокруг молодого Солнца, пока не было здуто солнечными ветрами и радиацией", - говорит Шёнбехлер.
Пока туманность все еще была вокруг, она замедляла движение вращающихся вокруг Солнца объектов, подобно тому, как сопротивление воздуха замедляет движение автомобиля. После исчезновения туманности, как предполагают исследователи, отсутствие газового сопротивления позволило астероидам ускориться и сталкиваться друг с другом, подобно машинам на аттракционе-автодроме, переведенными в турборежем.
"Наша работа иллюстрирует, как усовершенствование методов лабораторных измерений позволяет сделать вывод о ключевых процессах, происходивших в ранней Солнечной системе, например, о вероятном времени исчезновения солнечной туманности. В то время планеты, подобные Земле, еще находились в процессе зарождения. В конечном итоге это может помочь нам лучше понять, как рождались наши собственные планеты, а также дать нам представление о других планетах за пределами Солнечной системы», - заключает Шёнбехлер.
! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.