PopularEditorialNew
BestОбсуждаемое

Возникшие на окраинах Солнечной системы астероиды могут объяснить состав Земли

По современным представлениям учёных Солнечная система образовалась около 4,6 миллиардов лет назад из газопылевого облака — остатков от взрыва сверхновой, «сгустившегося» в дальнейшем под влиянием гравитации.

Постепенно вследствие взаимного притяжения частиц облако сжалось и приобрело форму диска, вращающегося вокруг центра масс — области, ставшей впоследствии Солнцем.

Суммарный химический состав этого облака, что очевидно, был унаследован у родительской сверхновой. Но распределение веществ в облаке претерпевало постепенные изменения под действием сил гравитации. Со временем Солнце стало настолько плотным и горячим, что в его недрах зажглась реакция термоядерного синтеза.

Это еще более ускорило разделение веществ в протопланетном облаке, потому что наряду с гравитацией существенное влияние стало оказывать тепло, излучаемое Солнцем.

Вследствие образования градиента температур, внутренние планеты Солнечной системы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) каменистые и состоят из более тяжелых элементов (железо, магний, кремний). Внешние же планеты — газовые или ледяные гиганты, состоящие преимущественно из элементов с малыми атомными массами — от водорода до углерода.

В образование Земли, по современным представлениям, немалый вклад внесли углеродистые метеориты, произошедшие от астероидов внешней области Главного пояса.

Пояс астероидов в представлении художника. Изображение: NASA | JPL-Caltech

Изучение внешних астероидов в оптическом и инфракрасном диапазонах косвенно подтверждает эту гипотезу: их спектр содержит линии, характерные для углерода. Но в то же время, в нём присутствуют линии, характерные для водяного льда и аммонизированных глин. Однако в метеоритах, которые находят сейчас на поверхности Земли, следы этих веществ отсутствуют. Возможно, это связано с тем, что данные вещества устойчивы лишь при крайне низких температурах, характерных для космического пространства, и улетучиваются во время прохождения через земную атмосферу. Но в любом случае, пояс астероидов пока что ставит перед исследователями больше вопросов, чем даёт ответов.

Новое исследование учёных из Токийского технологического института предполагает, что эти астероидные материалы могли образоваться в очень удалённых областях ранней Солнечной системе, а затем были перенесены во внутреннюю часть в результате хаотических процессов перемешивания.

Это исследование было комплексным и включало в себя как наблюдение за астероидами при помощи японского космического телескопа AKARI, так и теоретическое моделирование происходящих в них процессов. Оно позволяет предположить, что поверхностные минералы, присутствующие на астероидах внешнего Главного пояса, особенно глины, содержащие аммиак (NH3), образуются из более простых веществ вследствие воздействия условий космического пространства.

Водный лед, аммиак и двуокись углерода стабильны только при очень низких температурах. Это объясняет расхождение в спектральных характеристиках астероидов, образовавшихся на дальних и, как следствие, холодных орбитах, и метеоритов, находимых на Земле.

Компьютерные модели, симулирующие химическую эволюцию нескольких вероятных комбинаций исходных веществ, хорошо описывают зарегистрированные расхождения в спектральных характеристиках.

Они показывают, что исходные материалы содержали значительное количество воды и аммиака и относительно низкое — двуокиси углерода. Это было бы возможным только в том случае, если температура астероидов никогда не повышалась бы выше -70 °C. Это является одним из подтверждений того, что астероиды первоначально образовывались в гораздо более удалённых областях Солнечной системы.

Если предположения учёных верны, то формирование Земли и ее уникальные свойства являются результатом довольно специфических процессов, происходящих на ранних стадиях формирования Солнечной системы. Большую надежду исследователи возлагают на изучение образцов астероидов, доставленных на Землю в рамках миссий Hayabusa 2 (Японское \агентство аэрокосмических исследований) и OSIRIS-Rex (NASA). Учёные рассчитывают найти в этих образцах аммиак, что подтвердит их гипотезу о миграции астероидов из более дальних в более близкие области Солнечной системы.

Приблизиться к пониманию процессов, происходящих на ранних этапах эволюции Солнечной системы, также позволяют наблюдения за протопланетными дисками в иных звёздных системах, проводимые сейчас при помощи комплекса радиотелескопов ALMA. Анализ этих наблюдений позволит более точно понять, является ли образование Солнечной системы типичным для Вселенной процессом, или же наша система в некотором роде уникальна.

Источник

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

16
Войдите, чтобы видеть комментарии, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Показать скрытые комментарии

Загружаем комментарии...

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Зарегистрируйтесь на сайте, чтобы не видеть рекламу, создавать и отслеживать темы, сохранять статьи в личные закладки и участвовать в обсуждениях
If you were unable to log in, try this link.