Астрономы представили новую модель происхождения звездной пыли в Земле

Ученые из Копенгагенского университета разработали новую теорию, объясняющую, как так называемая «звездная пыль» оказалась на нашей планете и в живых организмах. По их данным, значительное количество веществ, возникающих в результате мощных взрывов сверхновых, не поступало на Землю в виде мелких частиц, как считалось ранее, а находилось «заключенным» в молекулах льда. Этот вывод ставит под сомнение традиционные представления о формировании Земли через столкновения крупных протопланет.



Концепция о том, что человечество состоит из «звездного вещества», давно прочно вошла в научное сознание. Установлено, что многие важные элементы и изотопы, необходимые для существования жизни, образуются исключительно в недрах массивных звезд и во время их взрывов. Считалось, что эти материалы распространились по Галактике в виде крошечных частиц, которые затем интегрировались в формирующиеся планетные системы. Однако новое исследование предлагает альтернативный взгляд на способ доставки этих веществ.

Ключевую роль в пересмотре устоявшейся модели сыграл редкий изотоп циркония — Zr-96, образующийся исключительно в результате взрывов сверхновых. Это делает его идеальным индикатором для определения звездного происхождения. Исследователи провели анализ метеоритов различных типов, применяя к ним слабую уксусную кислоту. Эта методика позволила отделить компоненты, связанные с водой и льдом, от твердых минералов. И результаты оказались весьма неожиданными: концентрация Zr-96 в «водной» фракции оказалась в тысячу раз выше, чем в твердых остатках. Это говорит о том, что большая часть веществ, образованных в сверхновых, перемещалась по межзвездному пространству именно в составе ледяных частиц.

Фактически, атомы, родившиеся в звездных катастрофах, попадали не в пыль, а в лед, который впоследствии оказывался в протопланетных дисках. Такой механизм объясняет распределение звездных изотопов в Солнечной системе. Замечено, что чем ближе планета формировалась к Солнцу, тем большему нагреву она подвергалась, что приводило к испарению льда. Внутренние планеты — Меркурий, Венера и Земля — лишились значительной доли звездных изотопов. В то время как внешние планеты, такие как Уран и Нептун, сохранили их намного больше.

Данные, собранные астрономами ранее, показывают такую линейную зависимость, но до настоящего времени не ощущалась явная связь. Эти результаты могут иметь более глубокие последствия. Например, Земля обладает меньшим содержанием изотопа Zr-96 в сравнении с астероидами, которые, как было принято считать, могли участвовать в её образовании. Если бы формирование планеты происходило через столкновения крупных тел, она унаследовала бы больше этого изотопа. Дефицит же Zr-96 соответствует модели аккреции галек, при этом Земля образовывалась из потоков мелких ледяных частиц. Когда они пересекали «снежную линию», лед испарялся, унося с собой и звездные изотопы.

Авторы исследования уточнили, что их выводы требуют дальнейших проверок, но если они подтвердятся, это может существенно изменить представления о раннем этапе развития Солнечной системы. Если Земля действительно образовалась из ледяных галек, а не через столкновения крупных тел, это может сильно изменить наше понимание про возникновение веществ, из которых появилась жизнь. Исследования, сосредоточенные на проблемах экзопланет, также принимают новые оттенки.

Читайте также: