Действительно, многие элементы в наших телах могли образоваться только в недрах массивных звезд и были выброшены в космос во время взрывов сверхновых. Однако механизм доставки этого звездного материала на Землю, который ученые считали хорошо изученным, теперь ставится под сомнение.
Согласно традиционным представлениям, изотопы, рожденные в сверхновых, путешествовали по межзвездному пространству на крошечных пылевых частицах, которые затем собрались в нашу планету и в конечном счете стали частью живых организмов. Новое исследование, проведенное группой ученых из Копенгагенского университета под руководством Мартина Биззарро, заставляет посмотреть на эти процессы иначе: оказалось, что значительная часть вещества сверхновых переносилась не пылью, а льдом.
Ключом к этому неожиданному открытию стал цирконий, а точнее его изотоп Zr-96, который образуется исключительно при взрывах сверхновых. Ученые проанализировали образцы различных метеоритов, обработав их слабой уксусной кислотой. Такой подход позволил растворить материалы, связанные с водой, включая глины, оставив нетронутыми твердые каменистые зерна. Результаты оказались неожиданными: концентрация Zr-96 в растворенной фракции была до пяти тысяч частей на миллион выше, чем в каменистом остатке. Это указывает на то, что именно лед служил главным транспортным средством для доставки продуктов взрывов сверхновых.
Открытие имеет серьезные последствия для теории формирования планет. Чем ближе планета расположена к своей звезде, тем больше вероятность того, что ледяные частицы с изотопами из сверхновых испарились. Именно поэтому внутренние планеты Солнечной системы, включая Землю, Венеру и Меркурий, относительно бедны такими изотопами, тогда как далекие Уран и Нептун должны содержать их в изобилии. Эта закономерность точно соответствует так называемой линии смешивания Солнечной системы, связывающей расстояние от Солнца с содержанием определенных изотопов.
Кроме того, исследование стало новым подтверждением модели формирования Земли через аккрецию мелких ледяных частиц, а не через столкновения крупных протопланет. Если бы наша планета образовалась из сталкивающихся астероидов, она содержала бы больше Zr-96. Однако данные показывают обратное: Земля бедна этим изотопом, что согласуется с моделью, в которой ледяные частицы теряли свой «звездный» груз при пересечении снеговой линии.
Если выводы подтвердятся дальнейшими исследованиями, эта работа может стать поворотной точкой в понимании как химии ранней Солнечной системы, так и механизмов образования планет.
Ранее ученые выяснили, что во Вселенной гораздо больше подобных Земле планет, чем они предполагали.