Ученые выяснили этапы формирования Солнечной системы

Два различных эпизода формирования популяций планетезималей, которые в дальнейшем накапливают материал из диска и растут в ходе взаимных столкновений, приводят к различной эволюции образующихся протопланет.

Двухэтапный процесс формирования Солнечной системы может объяснить несколько ключевых особенностей планет земной группы и их отличие от внешней части Солнечной системы, а также составы семейств астероидов и метеоритов, заявили ученые в исследовании, представленном в журнал Science. Выводы планетологов основаны на наблюдениях за протопланетными дисками вокруг далеких звезд и метеоритике – дисциплине, включающей лабораторные эксперименты и ​​анализ содержания различных изотопов, железа и воды в упавших на Землю космических камнях и пыли.

«Предлагаемое нами сочетание астрофизических и геофизических явлений во время самой ранней фазы формирования Солнца и Солнечной системы может объяснить, почему внутренние планеты маленькие и практически лишены воды, в то время как внешние планеты гигантские и содержат ее в большом количестве», – рассказывают авторы исследования.

Два различных эпизода формирования популяций планетезималей, которые в дальнейшем накапливают материал из диска и растут в ходе взаимных столкновений, приводят к различной эволюции образующихся протопланет. Планетезимали внутренней Солнечной системы наследовали значительное количество радиоактивного алюминия-26 и быстро стали очень горячими. Это привело к появлению у них магматических океанов и железных ядер, а последовавшая за этим дегазация исходного летучего наполнения – к почти лишенным воды планетам.


В отличие от них, внешние миры Солнечной системы начали аккрецию позже, дальше и с меньшим содержанием радиоактивных элементов, что снизило их нагрев и, следовательно, позволило сохранить большую часть первоначально накопленных летучих веществ.

«Наблюдения протопланетных дисков, окружающих молодые звезды, показали, что их средние плоскости, в которых образуются планеты, могут иметь относительно низкий уровень турбулентности. В таких условиях взаимодействия между пылинками и водой вблизи «линии снега» вызывают ранний всплеск образования планетезималей во внутренней части системы, а затем позднее еще один – во внешней», – отмечают авторы исследования.

Таким образом, рано сформировавшаяся и засушливая популяция вблизи Солнца и более поздняя и содержащая много воды вдали от него на самом раннем этапе своей истории пошли двумя разными эволюционными путями.

«Понимание этого открывает перед нами двери к раскрытию происхождения самых ранних атмосфер у миров земного типа и места Солнечной системы в контексте экзопланетного населения нашей Галактики», – заключили авторы исследования.