Переглядів: 4585
Вважається, що всі планетні системи формуються з двох компонентів - хондр і кальцій-алюмінієвих включень (КАВ). Довгий час вчені припускали, що обидва ці компоненту утворилися в різний час: спочатку виникли КАВ, а через кілька мільйонів років з'явилися і хондры. Але недавні дослідження показали, що швидше вони народилися одночасно.
У планетології прийнято вважати, що виникнення системи планет і супутників, а також ієрархії малих тіл Сонячної системи передувало створення базисних первинних матеріалів для генерації твердих тіл, за винятком планет іншого типу - газових і крижаних гігантів. У Сонячній системі вибір "будматеріалів" вкрай обмежений - це всього два типи: хондры і кальцій-алюмінієві включення (КАВ).
Справа в тому, що тільки ці два компоненти відповідальні за "твердіння" матерії Сонячної системи. З них, з цих "первокірпічіком" зросли і укрупнено космічні кам'яні брили, які стикалися, утворюючи планетезимали - прообрази майбутніх планет. Брили ж в протопланетном диску, заклавши фундамент народження планетезималей, "запрограмували" також і всі майбутні протопланетные катаклізми, що супроводжували формування всіх великих тіл, з яких після зіткнень остаточно сформувалися планети в їх різноманітності. Але коли і як лягали ці два типи "первокірпічіком" у велику будову планет Сонячної системи?
Нове уявлення про первісної епохи появи твердих матеріалів - попередників космічних кам'яних брил, з яких сформовані планети, їх супутники і безліч астероїдів - виявилося простіше, ніж уявлялося раніше. Логічно припустити, що оскільки компонентів два, вони могли виникнути в різний час. Таке уявлення було запропоновано раніше, але сьогодні виникли вагомі аргументи на користь одночасного утворення двох основних компонентів-первокірпічіком, і це радикально змінює картину формування тверді в Сонячній системі.
Згадаймо, що наше Сонце народилося приблизно 4,6 мільярда років тому, воно було оточене хмарою газу і пилу. Який же був перший твердий матеріал, з якого створені перші брили? Про це пише Елізабет Хауелл (Elizabeth Howell) на підставі роботи дослідників з Копенгагенського університету Джеймса Коннелі (James Connelly) з співавторами, в якій викладена нова парадигма: обидва тверді компоненти виникли в одне і той же час.
Всі дослідники слушно вважали, що КАВ і хондры виникли мільярди років тому при стисненні протопланетного хмари з газу і пилу. Обидва типи цих твердих частинок знайдені в метеоритах, які є частинами космічних кам'яних скель, яким, як правило, мільярди років. Уламки, що потрапили на Землю, виявляють вчені і любителі. Згодом цей космічний каменепад є об'єктом ретельних досліджень.
Раніше дослідники вважали, що зародження двох відомих типів твердих частинок розділене в часі кількома мільйонами років. Але нова техніка датування спростовує це положення. Одночасність формування хондр і КАВ відкриває нову сторінку в розумінні епохи ранньої сонячної системи. Про це повідомляє група дослідників на чолі з Коннеллі у роботі, опублікованій у другому номері журналу Science.
Походження двох типів таке: КАВ формуються з отвердевающих газових крапель конденсату при температурі вище, ніж 1880 градусів за Фаренгейтом (1030 градусів Цельсія, або 1300 градусів за шкалою Кельвіна). На них не схожі хондры - захоплені порошинки, які швидко тануть і охолоджуються, тверднучи при більш низькому температурному режимі - нижче 1340 градусів за Фаренгейтом (727 градусів Цельсія або До 1000).
Раніше вважалося, що спочатку з'являлися КАВ, і лише через кілька десятків мільйонів років, коли температура значно знижувалася - хондры. Якщо перші твердіють вже при температурі 1300 К, то другі конденсуються нижче 1000 К. Дуже важливо, що з одних КАВ, але без хондр, злипання частинок в брили неможливо! Це було підставою для виділення Сонячної системи, як особливої, з ряду інших зоряних систем, де планети формуються, згідно зі спостереженнями, багато швидше. Процес утворення там відбувається не за десятки мільйонів років, а за кілька мільйонів років.
Автори вносять новизну в модель формування Сонячної системи з диска, що обертається, містить величезну кількість енергії в його межах. Частинки зливалися в джети вздовж диска. У центрі сформувалося Сонці, оскільки матерія втратила імпульс і почала ущільнюватися. Оскільки матеріал коллапсировал до протопланетному диску, жахливі ударні вибухові хвилі виникали після зіткнень, що виробляють спалаховий викид теплової енергії, що розсіюється за кілька годин. Ці скачки енергії торкнулися КАВ і хондры, передбачає Дж. Коннеллі. Це припущення важливо тим, що воно ілюструє спосіб генерації, за допомогою якого у Всесвіті у всіх протопланетных дисках можуть формуватися тверді частинки.
Згідно з іншими методами датування, в яких за основу береться енергія мчать по орбітах протопланет нашої Сонячної системи, виникло передбачення, що хондры сформувалися приблизно 2 мільйони років після утворення КАВ. Однак, цей часовий інтервал не збігається з астрономічними спостереженнями в інших планетарних системах - там це відбувається набагато швидше. Доводиться постулювати унікальність нашої Сонячної системи, де цей процес так затягнувся.
Дослідники з Копенгагенського університету засумнівалися в такому пізньому формуванні хондров. Ця датування грунтується на єдиному факті: на датуванні освіти хондр і КАВ по алюмінію-26, радіоактивного изотопу, наявному у всіх метеоритах Сонячної системи. Але алюміній-26 - це продукт вибуху наднових і його розподіл Сонячної системи цілком могло бути рівномірним, а збільшеним в тих областях, які знаходилися з боку останнього часу вибуху найближчої зірки.
Щоб перевірити існуючі датування, вони використовували альтернативний метод - дослідження кількості радіоактивних ізотопів свинцю й урану, що містяться в метеоритах. Метеоритну речовину спеціально очищалося від поверхневих забруднень. Вийшло досить гарний збіг дат: КАВ з'явилися 4 567,30 ± 0,16 мільйонів років тому, а хондры - в період між 4 567,32 ± 0,42 і 4 564,71 ± 0,30 мільйонів років. Звідси випливає, що в Сонячній системі ніякої паузи між освітою КАВ і хондр не було. Ймовірно, знайомі наші планети формувалися так само швидко, як це спостерігається в інших віддалених зоряних системах.