Метеорити дають підказки про деякі жорсткі події, що відбулися на початку Сонячної системи.
Згідно з новим аналізом залізних метеоритів, у ранній Сонячній системі — на відтинку часу між 7,8 і 11,7 мільйонами років після того, як утворилося Сонце, — відбулося велике «дербі» з руйнуваннями. Постійні хаотичні зіткнення астероїдів і планет, які формувалися в той час, спричиняли руйнування металевих ядер астероїдів.
Міжнародна група дослідників проаналізувала ізотопи паладію, срібла та платини у 18 залізних метеоритах, знайдених на Землі, щоб краще зрозуміти еволюцію їхніх материнських тіл. Металеві астероїди містять щільні залізні ядра, і залізні метеорити виникають із цих ядер після зіткнення астероїдів.
Паладій 107 зазнає радіоактивного розпаду на срібло 107 з періодом напіврозпаду 6,5 мільйонів років. Попередні вимірювання відносної кількості двох ізотопів за допомогою мас-спектрометра вже показали, що ядра астероїдів, до складу яких колись входили метеорити, швидко охолоджувалися. Питання полягало в тому, коли відбулося це швидке охолодження?
Щоб звузити діапазон дати, дослідницька група на чолі з Елісон Гант (Alison Hunt), старшим науковим співробітником ETH Zurich і Національного центру компетенції в галузі дослідження планет у Швейцарії, удосконалила методику мас-спектрометрії для пошуку ізотопів рідкісної платини. Такі ізотопи виникли внаслідок дії космічних променів на метеорити.
«Наші додаткові вимірювання вмісту ізотопів платини дозволили нам скорегувати вимірювання ізотопів срібла, зважаючи на зміни, спричинені космічним опроміненням зразків у космосі», — сказала Гант. «Тож ми змогли датувати час зіткнення точніше, ніж будь-коли раніше».
Дати, які визначила група Гант, лежать в інтервалі від 7,8 до 11,7 мільйонів років після утворення Сонячної системи — відносно короткий проміжок часу з її історії протягом 4,5 мільярдів років. Щоправда, вивчення інших метеоритів може розширити цей інтервал.
Результати показують, що рання Сонячна система була надзвичайно хаотичною. Планети ще навіть не сформувалися повністю. Астероїди та протопланети зазнавали частих зіткнень і, як наслідок цього, деякі великі астероїди втрачали силікатну мантію, що оголювало їхні металеві ядра. Це уможливлювало їхнє швидке охолодження, перш ніж подальші зіткнення приводили до руйнування таких тіл.
Уламок залізного метеорита (залишок від удару астероїда, що привів до утворення Аризонського кратера). Фото з сайту www.space.com.
«Тоді, здається, все руйнувалося», — сказала Гант. Щось спричинило цей хаос. Група Гант вважає, що це значною мірою пов’язано з розсіюванням сонячної туманності — хмари газу, із якої сформувалось Сонце. Потім залишки цієї хмари осіли в диск навколо молодої зорі. Коли газ охолоджувався, з нього конденсувалися пил і лід, які завдяки процесу, що називається акрецією, накопичувалися у відомих нам нині планетах, астероїдах і кометах.
Але планети мали лише обмежений час, щоб сформуватися; коли Сонце поступово ставало нормальною зоею, сонячний вітер здував залишки туманності. Молоді планетні тіла були упорядковані завдяки газовому тертю, яке привело до уповільнення їх орбітальної швидкості. Дослідники пояснили, що без газу, який сповільнив ці планетні тіла, мав бути період хаосу. Тоді орбіти планет були не стійкими, що призвело до шквалу зіткнень. Але, зрештою, все «втихомирилося», пояснили дослідники.
Космічний зонд NASA відвідає металевий астероїд Психея у 2026 році. Фото з сайту www.space.com.
Однак інші події приблизно в той же час також могли сприяти хаосу, зазначила група Гант. Газові планети-гіганти — зокрема, Юпітер і Сатурн — мігрували в ранній Сонячній системі. Гравітаційний вплив гігантів порушив орбіти менших тіл, спонукаючи їх утворити пояс астероїдів і пояс Койпера.
Зокрема, одна з моделей, відома як «Великий курс» («Grand Tack»), стверджує, що Юпітер мігрував так близько до Сонця (до відстані, де нині міститься Марс) аж поки гравітація Сатурна не вплинула на нього, щоб він знову мігрував назовні до свого теперішнього положення. Модель Grand Tack передбачає, що ця подія мала місце приблизно через 10 мільйонів років після початку історії Сонячної системи.
Проте довести, що відбувалося 4,5 мільярда років тому, — це проблема. Нове дослідження залізних метеоритів проливає додаткове світло на те, якою нестямною могла бути рання Сонячна система. Його результати оприлюднив журнал Nature Astronomy.
Більше інформації може з’явитися, коли зонд місії NASA «Психея» (Psyche), що має стартувати в цьому році, прибуде до металевого астероїда Psyche у 2026 р.
За інф. з сайту www.space.com
