Во время формирования Солнечной системы ее планеты демонстрировали свои совершенно иные лица.
Помимо одноименной звезды, Солнечная система включает в себя все планеты, вращающиеся вокруг нее, их естественные спутники, карликовые планеты и небольшие тела, такие как кометы, астероиды и даже частицы газа и пыли. Все, что вращается вокруг Солнца, является частью его системы. Мы достаточно хорошо знаем, как это выглядит сегодня. При этом на ум приходят либо картинки из школьных учебников, либо те, что были в последнем просмотренном нами документальном фильме о космосе. Мы принимаем это как нормальное явление. Но несколько миллиардов лет назад планеты в Солнечной системе и их положение в ней выглядели совершенно иначе.
Возникновение Солнечной системы
Солнечная система возникла из газового облака 4,6 миллиарда лет назад. Из части этой дымки образовалось Солнце, а планеты сформировались из остальной части сжатого газа, который вращался вокруг самой звезды. Части вещества, которые не были захвачены Солнцем или его планетами, соединились в более мелкие тела, кометы и астероиды.
Планеты в Солнечной системе и где они когда-то образовались
Ученые Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) реконструировали первоначальное расположение планет в Солнечной системе. Два газовых гиганта Юпитер и Сатурн, очевидно, возникли очень рано и по мере своего роста изменяли расстояние до Солнца, чтобы оставаться на гравитационно-устойчивых орбитах. В результате они повлияли также и на существенное перемещение других планетных тел, которые формировались в то время.
Чтобы восстановить места образования планет в Солнечной системе, команда LLNL изучила изотопный состав различных групп метеоритов. Все они происходят из пояса астероидов, который находится на орбите между Марсом и Юпитером. «Значительная реорганизация ранней Солнечной системы из-за миграции планет-гигантов затрудняет понимание того, где сформировались планетные тела», - говорит Ян Рендер, постдокторант LLNL и ведущий автор работы.
«Изучая состав метеоритов из пояса астероидов, мы обнаружили, что их материнские тела, должно быть, образовались из материалов из самых разных мест в ранней Солнечной системе», - продолжает он. Для отслеживания исходного материала планетных тел требуются сигнатуры, которые были созданы во время аккреции планетарного тела. Изотопные аномалии нуклеосинтетического происхождения - мощный инструмент, потому что эти сигнатуры представляют собой отпечаток фактического строительного материала, из которого слепились эти планетные тела.
Реконструкция потребовала нового метода
«Если мы хотим знать, как Солнечная система выглядела в самом начале, нам нужен инструмент для реконструкции этой изначальной структуры», - объясняет космохимик LLNL Грег Бреннека, соавтор исследования. - «Мы нашли способ использовать изотопные сигнатуры в метеоритах, чтобы реконструировать то, как выглядела Солнечная система, когда она только формировалась».
Ученые взяли образцы базальтовых ахондритов, чтобы измерить их нуклеосинтетические изотопные сигнатуры в элементах неодим и цирконий. Данные, полученные таким образом, коррелировали с нуклеосинтетическими сигнатурами, уже наблюдаемыми в других элементах. Результат показывает, что этот досолнечный материал был распределен градиентом по всей ранней Солнечной системе.
«Сравнивая эти изотопные сигнатуры с другими прокси для реконструкции Солнечной системы, мы устанавливаем связь между исходным положением планетных тел и их текущим положением», - говорит Рендер. Эти измерения помогли бы восстановить изначальное положение планет в Солнечной системе «путем космолокализации траекторий аккреции родительских метеоритных тел».