Моделируя поведение мельчайших частиц, сохранившихся до наших дней, исследователи определили время рождения Юпитера — 1,8 миллиона лет после зарождения Солнечной системы.
Четыре с половиной миллиарда лет назад Юпитер стремительно разросся до своих колоссальных размеров. Его мощное гравитационное притяжение изменило орбиты небольших каменистых ледяных тел, подобных современным астероидам и кометам, называемых планетезималями. Это привело к их столкновению друг с другом на таких высоких скоростях, что содержащиеся в них камни и пыль расплавились при ударе, образовав плавающие капли расплавленной породы, или хондры, сохранившиеся в современных метеоритах.
Теперь исследователи из Нагойского университета (Япония) и Итальянского национального института астрофизики (INAF) впервые определили, как образовались эти капли, и на основе своих результатов точно датировали формирование Юпитера.
Их исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, показывает, как характеристики хондр, в частности, их размер и скорость охлаждения в космосе, определяются содержанием воды в падающих планетезималях. Это объясняет наблюдаемые нами в образцах метеоритов явления и демонстрирует, что хондры образовались в результате формирования планет.
Хондры, крошечные сферы диаметром от 0,1 до 2 миллиметров, вошли в состав астероидов во время формирования Солнечной системы . Миллиарды лет спустя фрагменты этих астероидов откололись и упали на Землю в виде метеоритов. Вопрос о том, как хондры приобрели свою круглую форму, интригует учёных уже несколько десятилетий.
«Когда планетезимали столкнулись друг с другом, вода мгновенно испарилась, превратившись в расширяющийся пар. Это произошло подобно небольшим взрывам и расщепило расплавленную силикатную породу на мельчайшие капли, которые мы сегодня видим в метеоритах», — пояснил соавтор исследования, профессор Син-ити Сироно из наук о Земле и окружающей среде Университета Нагоя
«Предыдущие теории формирования не могли объяснить характеристики хондр без требования весьма специфических условий, тогда как эта модель требует условий, которые существовали естественным образом в ранней Солнечной системе, когда формировался Юпитер».
СТОЛКНОВЕНИЯ НА ВЫСОКОЙ СКОРОСТИ
Исследователи разработали компьютерные модели роста Юпитера и проследили, как его гравитация вызывала высокоскоростные столкновения между каменистыми, богатыми водой планетезималями в ранней Солнечной системе.
«Мы сравнили характеристики и распространенность смоделированных хондр с данными по метеоритам и обнаружили, что модель спонтанно генерировала реалистичные хондры. Модель также показывает, что образование хондр совпадает с интенсивной аккрецией небулярного газа Юпитером, что привело к достижению им огромных размеров. Поскольку данные по метеоритам указывают на то, что пик образования хондр пришелся на 1,8 миллиона лет после зарождения Солнечной системы, это также время рождения Юпитера», — сказал доктор Диего Туррини, соавтор исследования и старший научный сотрудник Итальянского национального института астрофизики (INAF).
Это исследование даёт более чёткое представление о формировании нашей Солнечной системы. Однако, по мнению авторов, период образования хондр, инициированный образованием Юпитера, слишком кратковременный, чтобы объяснить, почему мы находим хондры столь разного возраста в метеоритах. Наиболее вероятное объяснение заключается в том, что другие планеты-гиганты, такие как Сатурн, также инициировали образование хондр при зарождении.
Изучая хондры разного возраста, ученые могут проследить порядок рождения планет и понять, как развивалась наша Солнечная система с течением времени.
Исследование также предполагает, что подобные бурные процессы формирования планет могут происходить вокруг других звезд , и дает представление о том, как развивались другие планетные системы.
