Астрономия

Моделирование событий в самом начале истории Солнечной системы показало, насколько весомую роль в ней сыграл Юпитер: его гравитация не только спасла Землю и все ближайшие к Солнцу планеты от безвременной гибели, но заодно сформировала большинство метеоритов, которые мы находим.

Примерно 85% всех когда-либо найденных на Земле метеоритов — хондриты. Это название означает, что они содержат в себе множество хондр — мелких вкраплений, «зерен». То есть это вещество не однородное, ему не довелось пройти переплавку и дальнейшее перераспределение. Значит, такие небесные тела никогда не были частью формирующихся планет, в отличие, например, от немногочисленных железных метеоритов: последние считаются обломками протопланетных ядер, в которых собиралось все самое тяжелое.

Когда примерно 4,5 миллиарда лет назад формировались первые зародыши планет, породы в них плавились поначалу даже не под действием гравитации, а при выделении тепла от распада радиоактивных элементов, в том числе алюминия-26. Его период полураспада составляет 717 тысяч лет, а продуктом распада становится магний-26. По его количествам в метеоритах можно определить время и обстоятельства возникновения того или иного метеорита.

В железных метеоритах этого изотопа по сравнению с обычным магнием много, а в хондритах его практически нет. Это говорит о том, что хондриты возникли несколько позже, когда алюминия-26 в породах уже было совсем мало. По оценкам, это произошло примерно через два-три миллиона лет после возникновения Солнечной системы. Таким образом, хондриты — метеориты второго поколения.

До сих пор было не совсем ясно, каким образом это второе поколение вообще могло появиться: по расчетам, гравитация зарождавшегося массивного Юпитера создавала в исходном протопланетном диске щель, то есть разделила газопылевой материал внутренней части системы от вещества с внешней стороны. Их перемешивание стало невозможным.

Изолированный таким образом внутренний резервуар должен всего за пару миллионов лет практически иссякнуть: частицы либо шли на формирование планет, либо по мере соударений друг с другом замедлялись, смещались все ближе к Солнцу и падали на него. Меж тем в целом по своему составу хондриты соответствуют именно внутреннему веществу и совершенно не похожи на материал внешней части системы.

Исследователи из Университета Райса (США) пришли к выводу, что именно Юпитер создал это второе поколение небольших небесных тел. По итогам моделирования развития Солнечной системы в первые миллионы лет существования они получили интересный сценарий, который изложили в недавней статье, выложенной на сервере препринтов arXiv.org.

Как пишут исследователи, газовый гигант не просто разделил протопланетный диск — его гравитация породила спиральные волны плотности. В результате с внутренней стороны возникли зоны повышенного давления. По мнению ученых, эти области стали «ловушками» для пыли, газа и развивающихся посреди всего этого зародышей планет. Вещество в них замедлялось еще сильнее, но притяжение Юпитера не позволяло ему никуда уйти.

Похоже, в этих гравитационных «сетях» сформировались более поздние метеориты, и в них же попали будущие Меркурий, Венера, Земля и Марс. Именно Юпитер удержал их от стремительного дрейфа к Солнцу, а значит, от весьма вероятного уничтожения еще в «младенческом» возрасте.

Кстати, то, насколько нам повезло иметь в своей системе Юпитер, становится очевидным при рассмотрении других систем солнцеподобных звезд: в них чаще всего встречают планеты, расположенные намного ближе к светилу, чем Меркурий к Солнцу. Это снижает шансы найти там мир с твердой поверхностью в зоне потенциальной обитаемости.