NA: Солнечная система с самого начала отдавала предпочтение огню, а не льду

Фото из открытых источников

В реальном и вымышленном мирах существует множество контрастов между льдом и огнем – от вулканов Исландии до фэнтезийного сериала «Игра престолов». Эти два фактора играли важную роль и в ранние, формирующие годы нашей Солнечной системы.

В области, окружающей раннее Солнце, огонь был представлен хондрами — мельчайшими фрагментами горных пород, образовавшимися под воздействием сильного жара. Вместо льда использовалась матрица — мелкозернистая и холодная пыль, содержащая водяной лед и органические молекулы.

Известно, что примерно через 2 миллиона лет после начала формирования Солнечной системы хондры стали преобладать над матрицей при образовании планетезималов — более крупных небесных объектов, которые потенциально могли вырасти в планеты и спутники.

Примерно с 4 миллионов лет назад элементы ледяной матрицы начали преобладать.

Теперь исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy международной группой исследователей, предоставило первые геохимические доказательства состава тел, образовавшихся в течение первого миллиона лет существования нашего космического пространства, и оказалось, что в их составе преобладал огонь — хондры.

«Эти повсеместно распространенные маленькие камешки являются основными строительными блоками, из которых в конечном итоге были собраны сами планеты», — говорит специалист по изучению Земли и планет Даманвир Гревал. «И теперь мы знаем, что их сортировали и включали в состав первого поколения твердых тел с самого начала».

Исследователи проанализировали данные железных метеоритов, упавших на Землю, содержащие химические «отпечатки пальцев» хондр и смешения матрикса. Радиоактивное датирование и тот факт, что их родительские тела полностью расплавились, относят эти метеориты к самому началу формирования Солнечной системы.

Анализ показал, что в этих объектах было очень мало льда, хотя его количество увеличилось в телах, образовавшихся позже, — это согласуется с тем, что нам известно начиная с 2 миллионов лет назад.

«Самые ранние тела во внешней части Солнечной системы были построены из 83–92 процентов хондр, и в них было очень мало ледяной, богатой летучими веществами пыли, которая преобладает в объектах, сформировавшихся позже», — говорит Гревал.

Исследовательская группа искала в метеоритах два «индикатора»: предполагаемый уровень серы, которая гораздо более распространена в матрице, чем в хондрах, и окисление железа, которое показывает, сколько водяного льда и окисленной пыли они поглотили.

Хотя каждый из этих подходов предполагает определенные догадки относительно более крупных планетезималов, которые когда-то были связаны с этими железными фрагментами, важно отметить, что оба они указывают в одном направлении.

«Оба индикатора независимо друг от друга рассказывают одну и ту же историю: эти ранние планетезималы были удивительно бедны матрицей», — говорит Гревал. «Именно это совпадение делает результат надежным».

Полученные данные также помогают объяснить, почему в метеоритной летописи так мало хондр раннего образования: породы, частью которых они были, позже расплавились из-за внутреннего тепла, уничтожив эти свидетельства.

Так почему же хондры изначально были такими прочными в самом начале существования Солнечной системы? Исследователи объясняют это так называемой аэродинамической сортировкой.

Это означает, что физические характеристики хондр – более прочные, более компактные – увеличили вероятность их слипания. В течение следующих нескольких миллионов лет что-то изменилось, повлияв на это, хотя пока не совсем ясно, что именно.

Теперь, когда мы установили, что происходило в нашей Солнечной системе, это может дать экспертам новый взгляд на формирование других планет и спутников во Вселенной.

Эти объекты представляют собой не просто случайную смесь подручных материалов – здесь присутствует элемент отбора и индивидуализации.

«Наша работа показывает, что этот процесс сборки с самого начала отличался исключительной избирательностью», — говорит Гревал.