Ученые поставили под сомнение теорию происхождения нашей планеты

Астрономы предложили новый сценарий того, как «звездная пыль» оказалась в составе Земли и живых организмов. Согласно работе ученых из Копенгагенского университета, значительная часть вещества, рожденного во взрывах сверхновых, попадала в раннюю Солнечную систему не на пылинках, как считалось ранее, а была «заперта» во льду. Этот вывод также ставит под сомнение классическую модель формирования Земли через столкновения крупных протопланет. Препринт работы опубликован на портале arXiv.

Идея о том, что человек буквально состоит из «звездного вещества», давно стала частью научной культуры. Известно, что многие элементы и изотопы, необходимые для жизни, образуются только в недрах массивных звезд и во время взрывов сверхновых. Долгое время считалось, что эти продукты разлетаются по Галактике в виде мельчайших пылинок, которые затем встраиваются в формирующиеся планетные системы. Однако новое исследование указывает на альтернативный путь доставки этого вещества.

Ключом к пересмотру старой модели стал редкий изотоп циркония — Zr-96. Он образуется исключительно в результате взрывов сверхновых, что делает его удобным «маркером» звездного происхождения. Ученые проанализировали образцы метеоритов разных типов, обработав их слабой уксусной кислотой. Такой подход позволил отделить компоненты, связанные с водой и льдом, от твёрдых минеральных зерен.

Результат оказался неожиданным: концентрация Zr-96 в растворенной «водной» фракции была в тысячи раз выше, чем в твердой породе. Это означает, что значительная часть вещества сверхновых переносилась через межзвездное пространство именно в составе ледяных частиц. По сути, атомы, рожденные в звездных катастрофах, встраивались не в пыль, а в лед, который затем попадал в протопланетные диски.

Такой механизм хорошо объясняет распределение звездных изотопов в Солнечной системе. Чем ближе планета формировалась к Солнцу, тем сильнее нагрев и тем больше льда испарялось. Внутренние планеты — Меркурий, Венера и Земля — в результате лишились значительной части «сверхновых» изотопов. Внешние же миры, такие как Уран и Нептун, сохранили их в гораздо большем количестве. Именно такую линейную зависимость астрономы давно наблюдают в данных, но до сих пор не могли убедительно объяснить.

Эти результаты имеют и более фундаментальные последствия. Земля бедна изотопом Zr-96 по сравнению с астероидами, которые, как считалось, могли участвовать в ее формировании. Если бы планета выросла из столкновений крупных тел, она унаследовала бы больше этого изотопа. Однако его дефицит хорошо согласуется с моделью галечной аккреции, при которой Земля формировалась из потоков мелких ледяных «гальок». При пересечении так называемой снеговой линии лед в них испарялся, унося с собой и звёздные изотопы.

Авторы подчеркнули, что их выводы требуют дальнейшей проверки, однако в случае подтверждения они могут серьезно изменить представления о ранней истории Солнечной системы. Если Земля действительно выросла из ледяных галек, а не из столкновений крупных протопланет, это по-новому расставляет акценты в вопросе происхождения вещества, из которого возникла жизнь.