В нашей Солнечной системе есть «Большой разрыв», и теперь мы знаем, как он образовался
Вскоре после того, как сформировалась Солнечная система, она прошла через то, что известно как Великое Разделение — разделение планет на две отдельные группы.
Мы не были рядом, чтобы наблюдать этот космический раскол, но новое исследование выдвинуло интригующую гипотезу о том, как это произошло.
Проще говоря, Великое Разделение оставило нашу Солнечную Систему с меньшими планетами, самыми близкими к Солнцу (включая Землю и Марс), и более крупными газовыми гигантами — или «планетами Юпитера» — дальше (включая Юпитер и Сатурн).
Эти две группы планет отличаются не только по размеру, но и по составу: малые планеты в основном состоят из горных пород и не содержат органических соединений углерода, тогда как планеты Юпитера в основном состоят из газа и богаты органикой.
«Вопрос в том, как вознакла эта композиционную дихотомия?» говорит планетолог Рамон Брассер из Токийского технологического института в Японии.
«Как вы гарантируете, что материал из внутренней и внешней Солнечной системы не смешивался с самого начала своей истории?»
До сих пор мы возлагали вину на гравитационные эффекты Юпитера. Согласно этой идее, притяжения массивной планеты было достаточно, чтобы создать своего рода невидимый барьер между внутренними и внешнеми планетами.
Но Брассер и его коллеги считают, что это не так. Их расчеты указывают на кольцеобразную структуру, формирующуюся вокруг раннего Солнца, создавая диск, который действовал как физический барьер между двумя типами планетообразующих материалов.
«Наиболее вероятным объяснением этого различия в составе планет является то, что оно возникло из внутренней структуры этого диска из газа и пыли», — говорит ученый-геолог Стивен Мойжсис из Университета Колорадо в Боулдере.
Компьютерное моделирование, проведенное исследователями, показало, что в ранней Солнечной системе Юпитер не был бы достаточно большим, чтобы блокировать поток каменистого материала к Солнцу. Если Юпитер не вызвал раскол, команде пришлось искать альтернативное объяснение.
Они нашли его в данных из массива телескопа Атакама (ALMA) в Чили, где были видны диски газа и пыли вокруг молодых звезд. Если бы такое кольцо изначально образовалось вокруг нашей собственной звезды, оно могло бы разделить газ и пыль на отдельные слои высокого и низкого давления.
Исследователи описывают это как «удар давления», способный разбивать материал на две отдельные группы в первые дни существования Солнечной системы. Фактически, возможно, было несколько колец, ответственных за создание разрыва в типах планет.
То, как материалы были отсортированы в ранней Солнечной системе, также является важным знанием для понимания появления жизни на Земле.
В отличие от других планет земной группы, наша система противодействует этой тенденции, заключая в себе органические материалы, предполагая, что эти разделительные диски не обязательно были бы полностью не пересекаемыми — и летучие, богатые углеродом материалы могли разбросаться по всему разделению, чтобы создать жизнь на Земле.
Это еще один пример того, как изучение растущих звездных систем в других частях космоса может рассказать нам больше о том, как возникла наша собственная Солнечная система, и о первых намеках на жизнь в нашем солнечном соседстве.
Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
