Дослідники отримали ключові підказки щодо історії Сонячної системи

Дослідники вперше змогли за допомогою магнетизму визначити, коли вуглецеві хондритові астероїди -- астероїди, багаті на воду та амінокислоти -- вперше потрапили у внутрішню Сонячну систему.

Дослідження надає дані, які допомагають вченим дізнатися про раннє походження Сонячної системи та про те, чому деякі планети, такі як Земля, стали придатними для життя і змогли підтримувати умови, сприятливі для життя, тоді як інші планети, такі як Марс, цього не зробили.

Дослідження також надає вченим дані, які зможуть бути застосовані до відкриття нових екзопланет.

Про це розповідають в Рочестерському університеті. Вчені опублікували свою роботу у журналі "Nature Communications Earth and Environment".

"Існує особливий інтерес до визначення цієї історії -- з огляду на величезну кількість відкритих екзопланет -- щоб з′ясувати, чи події могли бути подібними чи відрізнятися в екзосонячних системах", -- говорить Джон Тардуно, професор кафедри наук про Землю та навколишнє середовище і декан факультету мистецтв, наук та інженерії в Рочестері. "Це ще одна складова пошуку інших придатних для життя планет".

Вирішення парадоксу за допомогою метеорита з Мексики

Деякі метеорити -- це уламки космічних об’єктів, таких як астероїди. Після від′єднання від своїх «батьківських тіл», ці шматки здатні вижити при проході через атмосферу і врешті-решт потрапити на поверхню планети або місяця.

Вивчення намагніченості метеоритів може надати дослідникам краще уявлення про те, коли об’єкти утворилися і де вони знаходилися на початку історії Сонячної системи.

"Кілька років тому ми зрозуміли, що можемо використовувати магнетизм метеоритів, які походять від астероїдів, для визначення як далеко ці метеорити були від Сонця, коли утворювалися їх магнітні мінерали", -- говорить Тардуно.

Щоб дізнатись більше про походження метеоритів та їх батьківських тіл, Тардуно та дослідники вивчали магнітні дані, зібрані з метеориту Альєнде, який впав на Землю і приземлився в Мексиці у 1969 році. Метеорит Альєнде -- найбільший вуглецевий хондритовий метеорит із виявлених на Земля і містить мінерали -- кальцієво-алюмінієві включення -- які, як вважають, є першими твердими матеріалами, утвореними в Сонячній системі. Це один із найбільш вивчених метеоритів і протягом десятиліть вважався класичним прикладом метеорита з первозданного астероїдного батьківського тіла.

Для того, щоб визначити, коли об’єкти утворилися і де вони знаходилися, спочатку дослідникам довелося звернутися до парадоксу про метеорити, який бентежив наукове співтовариство: як метеорити були намагнічені?

Нещодавно виникла суперечка, коли деякі дослідники припустили, що вуглецеві хондритові метеорити, такі як Альєнде, були намагнічені ядерним динамо, таким як у Землі. Земля відома як диференційоване тіло, оскільки має кору, мантію і ядро, які розрізнені складом і щільністю. На початку своєї історії планетарні тіла можуть достатньо нагріватися, щоб відбувалося повсюдне плавлення, і щільний матеріал -- залізо -- опускався до центру.

Нові експерименти аспіранта Рочестерського університету Тіма О′Брайена, першого автора статті, виявили, що магнітні сигнали, інтерпретовані попередніми дослідниками, насправді не від ядра. Натомість, як виявив О′Брайен, магнетизм є властивістю незвичайних магнітних мінералів Альєнде.

Визначення ролі Юпітера в міграції астероїдів

Вирішивши цей парадокс, О′Брайен зміг ідентифікувати метеорити з іншими мінералами, які могли достовірно зафіксувати ранні намагнічення в Сонячній системі.

Потім, група Тардуно з магнетизму поєднала цю роботу з теоретичною роботою професора фізики та астрономі Еріка Блекмана та комп′ютерним моделюванням, очолюваного аспіранткою Атмою Ананд та вченим-обчислювальником Джонатаном Керроллом-Нелленбеком з Лабораторії лазерної енергетики Рочестера. Ці моделювання показали, що сонячні вітри обволікали тіла ранньої сонячної системи, і саме цей сонячний вітер намагнічував тіла.

Використовуючи ці моделювання та дані, дослідники встановили, що батьківські астероїди, від яких відкололися вуглецеві хондритові метеорити, прибули до Поясу астероїдів із зовнішньої Сонячної системи приблизно 4 562 мільйони років тому, протягом перших п′яти мільйонів років історії Сонячної системи.

Тардуно каже, що аналіз та моделювання більше підтримують так звану теорію грандіозного відхилення руху Юпітера. Якщо раніше вчені вважали, що планети та інші планетарні тіла були утворені з пилу та газу на впорядкованій відстані від Сонця, то сьогодні вчені усвідомлюють, що сили тяжіння, пов’язані з гігантськими планетами -- такими як Юпітер і Сатурн -- можуть керувати утворенням і міграцією планетних тіл і астероїдів. Теорія грандіозного відхилення руху припускає, що астероїди були розділені гравітаційними силами гігантської планети Юпітер, подальша міграція якої змішала дві астероїдні групи.

Він додає: "Цей ранній рух вуглецевих хондритових астероїдів створює передумови для подальшого розсіювання багатих водою тіл -- потенційно на Землю -- в подальшому розвитку Сонячної системи, і це може бути закономірністю, загальною для екзопланетних систем".

Читайте ще цікаві новини про космос.