Долгое время ученые полагали, что протопланеты во внутренней области Солнечной системы сформировались раньше, чем те, которые находились за поясом астероидов — во внешней области. Но осколок метеорита, найденный в песках Марокко, поставил под сомнение эту гипотезу.
Десятилетия научный мир придерживался четкой картины образования Солнечной системы. Считалось, что зародыши планет — протопланеты — возникали не одновременно во всех ее уголках, а сперва во внутренней области, ближе к Солнцу, где сейчас расположены Меркурий, Венера, Земля и Марс. Там протопланеты сформировались приблизительно 4,566 миллиарда лет назад.
За пределами пояса астероидов — между орбитами Марса и Юпитера — во внешней области, где расположены газовые гиганты, процесс формирования протопланет якобы шел медленнее. Там они появились на три-четыре миллиона лет позже — примерно 4,563 миллиарда лет назад.
Астрономы объясняли задержку в формировании протопланет во внешней области тем, что в той части Солнечной системы было больше воды и льда. Из-за низких температур и особенностей этих веществ протопланеты накапливали массу дольше, а их внутренняя часть разогревалась медленнее. Это тормозило формирование ядра и замедляло дифференциацию — разделение на слои: ядро, мантию и кору.
На первый взгляд разница в три или четыре миллиона лет может показаться небольшой. Но по меркам космоса даже миллион лет — значительный срок, потому что ключевые процессы формирования планет происходили очень быстро. Сдвиг в один миллион лет может сильно изменить представление о том, в каком порядке и как именно рождались новые миры.
Ученые долго опирались на эту модель образования Солнечной системы, пока случайная находка не изменила это представление.
В 2018 году астроном Бен Райдер-Стокс (Ben Rider-Stokes) из британского Открытого университета купил через посредника в Марокко небольшой метеорит массой почти 50 граммов. Камень получил название Northwest Africa 12264. На вид он ничем не отличался от десятков других. Но, как оказалось, внутри скрывалась информация, способная полностью изменить понимание ранней Солнечной системы.
Райдер-Стокс и его коллеги получили разрешение исследовать метеорит, соскоблив с его поверхности микроскопические частицы. Анализ соотношения изотопов хрома и кислорода подтвердил, что метеорит прибыл из внешней области Солнечной системы.
Более того, ученые выяснили, что этот камень когда-то входил в состав мантии протопланеты. Мантию считают промежуточным слоем между ядром и корой, и до сих пор исследователи не находили «чистых» образцов мантии тел из внешней области Солнечной системы. Протопланеты, частью которой был камень, больше не существует. Скорее всего, она разрушилась в результате мощнейшего столкновения с крупным объектом.
Но настоящую сенсацию преподнес анализ изотопов свинца, позволяющий точно определить возраст — 4,566 миллиарда лет. Получается, протопланета, от которой он откололся, сформировалась одновременно с телами внутренней части Солнечной системы.
Главный вывод ученых ставит крест на старой гипотезе временного разрыва. Это открытие может полностью изменить подход к моделированию ранних этапов образования планет. Если планеты формировались одновременно, значит, условия и процессы во всей Солнечной системе были более однородными, чем предполагали раньше.
По словам авторов исследования, чтобы понять, как именно появилась наша Солнечная система и как рождаются планеты у других звезд, нужно знать не просто что происходило, а когда и в какой последовательности. Малейшая ошибка в датировке событий (даже на пару миллионов лет) может полностью исказить всю картину и представления о том, как работают планетные «фабрики» во Вселенной.
Научная работа опубликована в журнале Nature Communications, Earth & Environment.
Автор: Игорь Байдов