Коли Юпітер тільки народився, Сонячна система ще була наповнена великими тілами — планетезималями. Під дією його гравітації вони зіштовхувались між собою, і розплавлений камінь утворював ідеально круглі сфери — хондри.
Утворення хондр у Сонячній системі
Чотири з половиною мільярди років тому Юпітер швидко виріс до своїх величезних розмірів. Його потужна гравітаційна сила порушила орбіти невеликих скелястих і крижаних тіл, схожих на сучасні астероїди та комети, які називаються планетезималями. Це призвело до того, що вони зіткнулися один з одним на такій високій швидкості, що скелі та пил, які вони містили, розплавилися під час удару й утворили плаваючі краплі розплавленої породи, або хондри, які ми сьогодні знаходимо в метеоритах.
Тепер дослідники з Університету Нагоя в Японії та Італійського національного інституту астрофізики (INAF) вперше визначили, як утворилися ці краплі, й на основі своїх висновків точно встановили дату утворення Юпітера.
Їхнє дослідження показує, як характеристики хондр, зокрема їхні розміри та швидкість охолодження в космосі, визначаються водою, що міститься в планетезималях, які зазнали удару. Це пояснює те, що ми спостерігаємо у зразках метеоритів, і доводить, що утворення хондр було результатом формування планет.
Що хондри розказали про вік Юпітера?
Хондри, невеликі кульки діаметром приблизно 0,1–2 мм, були включені в астероїди під час формування Сонячної системи. Мільярди років потому уламки цих астероїдів падали на Землю у вигляді метеоритів. Як хондри набули своєї округлої форми, десятиліттями залишалося загадкою для науковців.
«Коли планетезималі зіткнулися одна з одною, вода миттєво випарувалася, утворивши розширювану пару. Це діяло як мініатюрні вибухи й розбило розплавлену силікатну породу на дрібні краплі, які ми бачимо сьогодні в метеоритах, — пояснив співавтор статті професор Сініті Сіроно з Вищої школи наук про Землю та навколишнє середовище Нагойського університету. — Попередні теорії формування не могли пояснити характеристики хондр без дуже специфічних умов, тоді як ця модель вимагає умов, які природно існували в ранній Сонячній системі, коли народився Юпітер».
Дослідники розробили комп’ютерні моделі зростання Юпітера і відстежили, як його гравітація спричиняла швидкі зіткнення між скелястими й багатими на воду планетезималями в ранній Сонячній системі. Модель дозволила встановити, що утворення хондр збігається з інтенсивним накопиченням Юпітером газу з туманності, яке дозволило йому досягти таких величезних розмірів. Оскільки дані про метеорити свідчать, що пік утворення хондр відбувся через 1,8 млн років після початку існування Сонячної системи, це також час, коли народився Юпітер.
Новий спосіб визначення віку планет
Це дослідження дає чіткіше уявлення про те, як утворилася наша Сонячна система. Однак процес утворення хондр, що розпочався з формуванням Юпітера, був занадто коротким, щоб пояснити, чому в метеоритах ми знаходимо хондри різного віку. Найімовірнішим поясненням є те, що інші гігантські планети, такі як Сатурн, також спричинили утворення хондр під час свого народження.
Вивчаючи хондри різного віку, науковці можуть простежити порядок народження планет і зрозуміти, як Сонячна система розвивалася з часом.
Дослідження також припускає, що ці бурхливі процеси формування планет можуть відбуватися навколо інших зір, і дає уявлення про те, як розвивалися інші планетні системи.
За матеріалами phys.org
