Обнаружены свидетельства разделения ранней Солнечной системы на две части

В ранней Солнечной системе «протопланетный диск» из пыли и газа вращался вокруг Солнца и в конечном счете коалесцировал в планеты, которые известны нам сегодня.

Новый анализ древних метеоритов, проведенный учеными из Массачусетского технологического института, США, и их коллегами из других научных организаций, показывает, что примерно 4,567 миллиарда лет назад в диске присутствовала таинственная щель, располагавшаяся неподалеку от того места, где в настоящее время лежит Астероидный пояс.

На протяжении последнего десятилетия ученые замечали необычное различие в составе вещества метеоритов, падающих на Землю. Эти космические камни формировались в разные эпохи и в разных местах Солнечной системы. Проведенный анализ показал, что вещество этих камней обычно представлено одним из двух характерных вариантов изотопного состава. Случаи, когда вещество метеоритов включает оба этих состава, оказывались крайне редкими – явление, известное как «дихотомия изотопного состава».

Ученые предположили, что эта дихотомия может быть результатом существования щели в диске в период ранней Солнечной системы, однако до настоящего времени эту версию не удавалось подтвердить напрямую.

В новом исследовании группа во главе с Бенджамином Вейсом (Benjamin Weiss), профессором наук о планетах департамента наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института, проанализировала метеориты на предмет наличия следов древних магнитных полей. Во время формирования молодой планетной системы она пронизывается магнитным полем, мощность и направление которого могут меняться в зависимости от различных процессов, протекающих внутри эволюционирующего диска. По мере того как древняя пыль собирается в зерна, известные как хондрулы, электроны в составе этих хондрул выстраиваются вдоль линий магнитных полей, в которых происходит их формирование.

Хондрулы могут быть по размеру меньше толщины человеческого волоса, и они без труда обнаруживаются в современных метеоритах. Группа Вейса специализируется на измерениях параметров хондрул, выполняемых для получения сведений о древних магнитных полях, в которых происходило их формирование.

В предыдущей работе группа проанализировала образцы вещества метеоритов, относящиеся к одной из двух изотопных групп, известной как безуглеродистые метеориты. Предполагается, что эти камни формировались в области ранней Солнечной системы, расположенной относительно близко к нашей звезде. Ранее группа Вейса смогла охарактеризовать магнитные поля, в которых происходило формирование таких материалов.

В новом исследовании Вейс и его коллеги изучили вторую изотопную группу, «углеродистые» метеориты, и нашли, что формирование этих материалов происходило в условиях более мощных магнитных полей, индукция которых составляла около 100 микротесла против примерно 50 микротесла в случае формирования вещества безуглеродистых метеоритов. Согласно авторам, это указывает на то, что между внутренней и внешней Солнечной системой в период формирования вещества метеоритов уже существовала широкая щель, которая препятствовала попаданию аккрецируемого на периферии системы материала из внешней части системы во внутреннюю ее часть, вследствие чего формировалась и наблюдаемая дихотомия магнитных свойств диска.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.