Когда Юпитер только родился, Солнечная система еще была наполнена большими телами — планетезималями. Под действием его гравитации они сталкивались между собой, и расплавленный камень образовывал идеально круглые сферы — хондры.
Образование хондр в Солнечной системе
Четыре с половиной миллиарда лет назад Юпитер быстро вырос до своих огромных размеров. Его мощная гравитационная сила нарушила орбиты небольших скалистых и ледяных тел, похожих на современные астероиды и кометы, называемые планетезималями. Это привело к тому, что они столкнулись друг с другом на такой высокой скорости, что скалы и пыль, которые они содержали, расплавились во время удара и образовали плавающие капли расплавленной породы, или хондры, которые мы сегодня находим в метеоритах.
Теперь исследователи из Университета Нагоя в Японии и Итальянского национального института астрофизики (INAF) впервые определили, как образовались эти капли, и на основе своих выводов точно установили дату образования Юпитера.
Их исследование показывает, как характеристики хондр, в частности их размеры и скорость охлаждения в космосе, определяются водой, содержащейся в планетезималях, подвергшихся удару. Это объясняет то, что мы наблюдаем в образцах метеоритов, и доказывает, что образование хондр было результатом формирования планет.
Что хондры рассказали о возрасте Юпитера?
Хондры, небольшие шарики диаметром примерно 0,1–2 мм, были включены в астероиды при формировании Солнечной системы. Миллиарды лет спустя обломки этих астероидов падали на Землю в виде метеоритов. Как хондры приобрели свою округлую форму, десятилетиями оставалось загадкой для ученых.
«Когда планетезимали столкнулись друг с другом, вода мгновенно испарилась, образовав расширяющийся пар. Это действовало как миниатюрные взрывы и разбило расплавленную силикатную породу на мелкие капли, которые мы видим сегодня в метеоритах, — объяснил соавтор статьи профессор Синити Сироно из Высшей школы наук о Земле и окружающей среде Нагойского университета. — Предыдущие теории формирования не могли объяснить характеристики хондр без очень специфических условий, тогда как эта модель требует условий, естественно существовавших в ранней Солнечной системе, когда родился Юпитер».
Исследователи разработали компьютерные модели роста Юпитера и отследили, как его гравитация вызывала быстрые столкновения между скалистыми и богатыми водой планетезималями в ранней Солнечной системе. Модель позволила установить, что образование хондр совпадает с интенсивным накоплением Юпитера газа из туманности, которое позволило ему добиться таких огромных размеров. Поскольку данные о метеоритах свидетельствуют, что пик образования хондр произошел через 1,8 млн лет после начала существования Солнечной системы, это также время, когда родился Юпитер.
Новый способ определения возраста планет
Это исследование дает более ясное представление о том, как образовалась наша Солнечная система. Однако процесс образования хондр, начавшийся с формированием Юпитера, был слишком коротким, чтобы объяснить, почему в метеоритах мы находим хондры всех возрастов. Наиболее вероятным объяснением является то, что другие гигантские планеты, такие как Сатурн, также повлекли за собой образование хондр во время своего рождения.
Изучая хондры всех возрастов, ученые могут проследить порядок рождения планет и понять, как наша Солнечная система развивалась со временем.
Исследование также предполагает, что эти бурные процессы формирования планет могут происходить вокруг других звезд и дает представление о том, как развивались другие планетные системы.
По материалам phys.org
