Огромный нянь: Юпитер помог современным планетам и астероидам появиться на свет
Ученые смогли точно воспроизвести состав древних метеоритов в компьютерной модели и выяснили, как Юпитер помог первым каменистым телам появиться на свет. Когда Солнце только образовалось около 4,6 миллиарда лет назад, вокруг него возник протопланетный диск из газа и пыли. Газ составлял около 99% массы этого диска. Разница в давлении газа определяла, где пыль будет скапливаться и собираться в планетезимали — зародыши будущих планет. Компьютерная модель показала, что Юпитер на раннем этапе прорезал огромную щель в этом диске и организовал за своей орбитой границу с высоким давлением газа, которая сработала как ловушка для космической пыли.
Эта ловушка возникла из-за того, что давление газа менялось неравномерно. Ближе к Солнцу от этой границы газ двигался быстрее, а за ней давление резко падало. Из-за таких перепадов частицы пыли переставали лететь к центру системы и застревали на месте. Исследователи из Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка во главе с Нереей Гуррутчагой опубликовали в The Astrophysical Journal результаты двумерной симуляции Монте-Карло. Она охватывает период от двух до четырех миллионов лет после того, как возникло Солнце. Астрофизики проследили, как пыль развивалась и перемещалась в этой зоне.
Чтобы проверить расчеты, авторы работы изучили углистые хондриты — обломки тех самых первых планетезималей, которые разрушились, когда сталкивались друг с другом. Некоторые из этих осколков падают на Землю как метеориты. Углистые хондриты никогда не плавились, поэтому они сохранили первозданную структуру космической пыли. Ученые выделяют шесть групп таких метеоритов, которые отличаются по возрасту и химическому составу. Одни хондриты содержат хрупкий материал, который легко крошится, а другие состоят из более прочных частиц. Самые прочные элементы — это кальций-алюминиевые включения, которые затвердели самыми первыми после того, как Солнце нагрело диск.
Все о Юпитере: особенности самой большой планеты Солнечной системы
Ловушка пыли за орбитой Юпитера работала как фильтр и со временем захватывала разные частицы. Крупные и прочные частицы застревали в ней быстрее и эффективнее, чем мелкие и хрупкие. В первые полмиллиона лет в этой зоне скапливался в основном прочный материал, а затем в течение следующего миллиона лет доля хрупкой пыли начала расти. Это объясняет, почему астрономы находят разные поколения углистых хондритов, которые образовались в одной и той же ловушке, но в разное время. По словам директора института Торстена Кляйна, лабораторные данные о метеоритах стали надежным критерием, который помогает проверять теории о том, как рождаются планеты.
Те же выводы касаются и дифференцированных метеоритов. Эти камни когда-то были частью более массивных планетезималей, чьи недра нагрелись и расплавились. Из-за этого тяжелые элементы опустились в центр, а легкие остались ближе к поверхности. Поскольку изотопный состав таких метеоритов похож на состав углистых хондритов, они тоже возникли в пылевых ловушках. Это доказывает, что зоны с перепадами давления, которые появились благодаря Юпитеру, служили главными местами, где собирались самые первые каменистые тела в нашей системе.
На обложке генерация Pro Космос
Самое популярное
