Юпитер оказался не помехой путешествию космической пыли

Астероиды из внешней Солнечной системы содержат зерна пыли, которые образовались во внутренних ее частях: по-видимому, пыль может преодолевать гравитационный барьер Юпитера, который, как долгое время считалось, мешает попаданию вещества из одной части системы в другую. Об этом сообщается в новом исследовании в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. По мнению ученых, это может свидетельствовать о том, что эволюция планетной системы шла несколько иначе, чем предполагалось.

Исследования образцов породы с Земли и Марса, а также таких астероидов, как Веста, показывают, что они содержат не такой набор изотопов, как те объекты, которые находятся во внешних уголках Солнечной системы. Исходя из этого, астрономы долгое время предполагали, что материя из разных областей Солнечной системы была изолирована друг от друга. Причиной этого, согласно их гипотезе, стала гравитация Юпитера, который, двигаясь по своей орбите, создал своеобразный барьер. Однако теперь астрономы выяснили, что космической пыли все же удалось преодолеть этот разрыв.

Кертис Уильямс (Curtis D. Williams) из Калифорнийского университета вместе с коллегами провел петрологические, минерально-химические и

мультиизотопное исследование 30 крупных метеоритов. Исследователи смотрели, на химический состав образцов, а также содержание в них изотопов кислорода (17O), титана (50Ti) и хрома (54Cr). Считается, что метеориты, сформировавшиеся во внутренних и внешних частях Солнечной системы отличаются по изотопному составу между собой, так как в разных частях протопланетного диска фотохимические реакции протекали неоднородно.

Анализ показал, что метеориты можно разделить на две большие группы, отличающиеся по изотопному составу: неуглистые метеориты (включая энстатитовые и обыкновенные хондриты, а также ахондриты) и углистые метеориты (включая углистые хондриты и также некоторые ахондриты). Считается, что это разделение возникло вследствие фрагментации газопылевого облака. Неуглистые метеориты — это остатки внутренней Солнечной системы, в то время как углистые — остатки внешней.

Однако затем ученые проанализировали хондры (небольшие застывшие капли расплавленной космической пыли), содержащиеся в двух углистых метеоритах: метеорите Альенде, крупнейшем углистом метеорите из найденных на Земле, который упал в Мексике в 1969 году, и метеорите Карунда, упавшем в Австралии в 1930 году. Выяснилось, что оба метеорита содержат хондры и из внутренней, и из внешней Солнечной системы. На основе этого ученые пришли к выводу, что каким-то образом материал из внутренней Солнечной системы все же мог мигрировать во внешнюю.

С одной стороны, вероятно, что движение материала в плоскости диска не прекратилось полностью даже после формирования Юпитера. С другой стороны, считают астрономы, космическую пыль мог переносить солнечный ветер. Работа астрономов позволит улучшить модели формирования планет и понять, как движется пыль в газопылевых дисках вокруг звезд — включая те, где рождаются газовые гиганты. Также это поможет уточнить характеристики вещества в протопланетных дисках, включая его вязкость и турбулентность.

Химический состав метеоритов и других небесных тел — ценный источник информации о космосе. Благодаря его анализу ученым удалось показать, что на раннем Марсе существовала органика, а также что его геологическая эволюция вовсе не сопровождались активным перемешиванием мантии.