Ученые назвали число этапов формирования Солнечной системы

Ученые из Великобритании, Германии и Швейцарии представили новую теоретическую модель двухэтапного формирования планет Солнечной системы. По мнению авторов, она прекрасно объясняет различия в химическом и изотопном составе тел внутренней и внешней частей нашей планетной системы. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Известно, что внутренние планеты Солнечной системы — так называемые планеты земной группы: Земля, Венера и Марс — небольшие и содержат в расчете на общую массу очень мало воды и других летучих компонентов, в то время как планеты внешней зоны огромные и влажные. Существенно различаются эти две группы и по изотопному составу слагающих их элементов. Ученые давно ищут ответ на вопрос, откуда появились эти различия, если все планеты сформировались из единого протопланетного облака.

Исследователи из Оксфордского университета, Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана, Байройтского и Цюрихского университетов, а также Швейцарской высшей технической школы в Цюрихе предложили для объяснения хронологии образования планет и разделения летучих и изотопных компонентов во внутренней и внешних частях Солнечной системы двухэтапную модель аккреции планетизималей — мелких небесных тел, из которых в процессе слипания образовались протопланеты.

В соответствии с этой моделью, протопланеты земной группы образовались раньше и были сильно разогреты за счет радиоактивного распада изотопа алюминия-26. Внутреннее плавление привело к формированию железных ядер и дегазации с потерей летучих компонентов.

Внешние протопланеты начали аккрецию позже и с меньшим радиогенным нагревом, поэтому сохранили большую часть своих первоначально захваченных из протопланетного облака летучих веществ. Таким образом, внутренняя и внешняя части Солнечной системы на самом раннем этапе своей истории пошли двумя разными эволюционными путями.

"Различные временные интервалы формирования двух популяций планетезималей означают, что их внутренние тепловые двигатели радиоактивного распада существенно различаются, — приводятся в пресс-релизе Оксфордского университета слова ведущего автора исследования доктора Тима Лихтенберга (Tim Lichtenberg) из Департамента физики атмосферы, океана и планет. — Планетезимали внутренней Солнечной системы быстро стали очень горячими, образовали внутренние магматические океаны, железные ядра и дегазировали, что в конечном итоге привело к образованию сухих планет. В сравнении с ними, внешние планетезимали Солнечной системы сформировались позже и, следовательно, испытали существенно меньший внутренний нагрев и, следовательно, ограниченное образование железного ядра и выделение летучих веществ".

Ученые отмечают, что теоретическая основа модели базируется на последних данных наблюдений за другими планетными системами во время их формирования и изучении метеоритов.

Численное моделирование и недавние наблюдения за протопланетными дисками показывают, что средние области дисков, в которых образуются планеты, имеют относительно низкий уровень турбулентности. В таких условиях, по мнению авторов, взаимодействия между частицами газово-пылевого диска и водой на границе ее перехода из газовой фазы в твердую могли вызвать ранний всплеск формирования планетезималей во внутренней части Солнечной системы. В итоге образовались две различные по своим физическим условиям зоны планетообразования, разделенные так называемой линией снега.