Учёные из Йельского университета получили первые химические подтверждения того, что газ начал разделять строительные материалы для самых ранних твёрдых тел Солнечной системы раньше, чем считалось. Исследование показало, что этот процесс сортировки запустился уже в первый миллион лет существования Солнечной системы. Ранее подобные свидетельства относились к объектам, сформировавшимся спустя 2–4 миллиона лет после её зарождения.
• Что ждет физлиц и самозанятых с 1 октября: законы вступают в силу
Если бы у первых твёрдых тел внешней Солнечной системы существовал рецепт, в нём было бы много хондрул — миллиметровых каменных шариков, возникших под воздействием высокой температуры, — и совсем немного ледяной пыли. Эта пыль, известная как матрица, содержала водяной лёд и органические молекулы, однако в изученные древние тела попадала лишь её малая доля. Чтобы восстановить первоначальный состав, исследователи обратились к железным метеоритам от родительских тел, которые полностью расплавились и уничтожили находившиеся внутри хондрулы. Химические следы, сохранившиеся после плавления, позволили учёным рассчитать исходные пропорции. Результаты работы опубликованы 18 сентября в журнале Nature Astronomy.
«Эти повсеместно встречающиеся маленькие каменные шарики — базовые строительные блоки, из которых в итоге собрались сами планеты, — заявил первый автор исследования Даманвир Гревал, доцент кафедры наук о Земле и планетах Йельского факультета искусств и наук. — И теперь мы знаем, что их начали сортировать и включать в первое поколение твёрдых тел с самого начала».
Ранние тела, называемые планетезималями, накопили достаточно радиоактивного алюминия-26, чтобы выделяемое тепло расплавило их. Ни одно сохранившееся тело из первого миллиона лет не удержало исходную, нерасплавленную смесь хондрул и матрицы, поэтому учёным потребовался другой способ определить их состав. Гревал и его коллеги применили два независимых химических индикатора, связанных с матрицей. Сера концентрируется в матрице, что помогает выяснить, сколько пыли изначально содержало родительское тело. Степень окисления железа, отражающая его химическое состояние, отдельно указывает, сколько водяного льда и окисленной пыли вошло в это тело. Оба измерения дали исходное содержание матрицы всего в 8–17% — ниже, чем в любых известных хондритах, примитивных метеоритах, которые до сих пор содержат хондрулы.
• Некачественный бензин грозит владельцам китайских авто неожиданным ремонтом
«Оба индикатора независимо друг от друга говорят одно и то же: эти ранние планетезимали были на удивление бедны матрицей, — отметил Гревал. — Именно это совпадение делает результат надёжным». Реконструкция охватывает более ранний период, чем свидетельства, сохранившиеся в углистых хондритах внешней Солнечной системы. Эти примитивные каменные метеориты содержат органические соединения и воду вместе с силикатными минералами. Учёные уже знали, что более ранние углистые хондриты имели больше хондрул и меньше матрицы, чем образовавшиеся позже. Эта закономерность указывала на то, что в областях сборки планетезималей каменные шарики преобладали над ледяной пылью, но не позволяла установить состав первого поколения тел.
«Наша работа показывает, что процесс сборки был на удивление избирательным с самого начала, — сказал Гревал. — Самые ранние тела внешней Солнечной системы состояли на 83–92% из хондрул, с очень малой долей ледяной, богатой летучими веществами пыли, которая преобладает в более поздних объектах». Сохранённые в хондритах хондрулы дают ощутимую связь с этим древним процессом. Хондриты — самые примитивные метеориты в геологических коллекциях, позволяющие изучать материал, избежавший полного плавления, которое пережили родительские тела железных метеоритов. «Их можно держать в руке и знать, что они возникли как часть процесса, начавшегося миллиарды лет назад, — добавил Гревал. — Этот масштаб времени трудно осознать». По его словам, findings также помогают объяснить, почему более древние хондрулы редко встречаются в метеоритной летописи: они вошли в ранние тела, которые затем расплавились, уничтожив шарики, но оставив химические следы их прежнего присутствия.
Читайте также:
• Пришла повестка на Госуслуги: что грозит россиянам за неявку в военкомат