Формирование внутренней части Солнечной системы, возможно, происходило не так, как долгое время предполагалось. Десятилетиями ученые считали источником материала планет земной группы единый диск пыли и обломков в ранней Солнечной системе. Авторы исследования в The Astronomical Journal допускают, что таких дисков или колец могло быть два.
Сценарий с единым диском не может объяснить ряд особенностей строения Солнечной системы и внутренних планет. Во-первых, Земля, судя по составу, состоит из двух разных типов пород, что теряет смысл, если они происходят из одного кольца. Кроме того, если кольцо было одно — тогда Меркурий и Марс получаются слишком массивными, Венера с Землей — слишком близкими друг к другу, а составы Земли и Марса — чересчур похожими.
Авторы провели серию детальных симуляций, в которых планеты формировались из единого резервуара вещества и эволюционировали в дальнейшем. Однако проблемы сохранялись.
«Мы провели шесть месяцев за компьютером, и ничего не работало. Тогда мы пошли на отчаянную попытку — решили: а может, попробовать второй резервуар? Оказалось, что эта модель не только отлично справляется с формированием планет земной группы, но и довольно хорошо объясняет некоторые вещи, которые нас давно смущали», — говорит Билл Боттке из Юго-Западного исследовательского института в Колорадо, который представил эту работу на Конференции по лунной и планетарной науке.
Лучше всего соответствует реальности модель с двумя отдельными кольцами: одно располагалось на расстоянии, примерно вдвое меньшем от Солнца, чем современная орбита Земли, а другое — в 1,7 раза большем. В этой симуляции все планеты в итоге обрели правильные размеры и расстояния между собой.
Модель также соответствует составу Земли, Луны и Марса. «Мы полагаем, что Земля сформировалась преимущественно из материала внутренней части Солнечной системы, и лишь последняя ее часть поступила из внешней области», — заявил в тот же день в другом докладе Ян Хельманн из Института исследований Солнечной системы имени Макса Планка в Германии.
Если Земля, как и предсказывает модель Боттке, образовалась из внутреннего диска с небольшим добавлением вещества из внешнего диска, это соответствует ожиданиям. Марс же, напротив, формировался бы в основном из внешнего диска, поэтому так отличается по составу.
Некоторые сомнения вызывает необходимость строго определенных начальных условий для корректного воспроизведения внутренней Солнечной системы в модели — непонятно, почему они сложились именно такими. «Небольшие изменения формы диска могут кардинально повлиять на расположение планет земной группы», — отмечает Боттке.
Сейчас исследователи дорабатывают свою модель и изучают ее другие возможные следствия для Солнечной системы. «Мы используем огромное количество суперкомпьютерного времени, чтобы перебрать все разумные варианты», — добавил исследователь.
Найден ответ, почему орбиты планет Солнечной системы наклонены
Геологи впервые нашли следы прото-Земли возрастом 4,5 миллиарда лет
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX