Ученые вывели гипотезу о том, как образовывались астероиды в первые годы существования Солнечной системе, проанализировав 18 упавших на Землю метеоритов, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Geochimica et Cosmochimica Acta.
Однажды вечером в пятницу 1992 года в Пикскилле (штат Нью-Йорк) метеорит закончил путешествие длиной более 150 миллионов миль, врезавшись в багажник красного Chevrolet Malibu. Владелец машины сообщил, что 30-фунтовые остатки первых дней существования нашей солнечной системы все еще были теплыми и пахли серой.
Почти 30 лет спустя новый анализ того же метеорита Пикскилла и 17 других, проведенный исследователями из Техасского университета в Остине и Университета Теннесси в Ноксвилле, привел к новой гипотезе о том, как астероиды образовывались в первые годы существования Солнечной системы.
Исследуемые метеориты произошли от астероидов и служат естественными образцами космических горных пород. Они указывают на то, что астероиды образовались в результате сильной бомбардировки и последующего слияния элементов, и это открытие противоречит преобладающей идее о том, что молодая Солнечная система была мирным местом.
Исследование началось, когда соавтор Ник Дайгерт был научным сотрудником в Школе геонаук Джексона UT и изучал земные породы, используя метод, который мог измерять скорость охлаждения горных пород от очень высоких температур до 1400 градусов по Цельсию. Дайгерт, ныне доцент Университета Теннесси, понял, что этот метод, называемый термометрией редкоземельных элементов (РЗЭ) в двух пироксенах, может работать и для космических камней.
«Это действительно мощный новый метод использования геохимии для понимания геофизических процессов, и никто еще не использовал его для измерения минералов в метеоритах», - сказал Дайгерт.
С 1970-х годов ученые измеряли минералы в метеоритах, чтобы выяснить, как они образовались. В работе предполагалось, что метеориты очень медленно охлаждались снаружи внутрь слоями. Эта «модель луковой оболочки» соответствует относительно мирной молодой солнечной системе, где куски камня беспрепятственно вращаются по орбите. Но эти исследования позволили измерить скорость охлаждения только при температуре около 500 градусов по Цельсию.
Когда Дайгерт и Майкл Лукас - научный сотрудник Университета Теннесси, руководивший работой, применили новый метод с его гораздо более высокой чувствительностью к пиковой температуре, они получили неожиданные результаты. От 900 до 500 градусов Цельсия скорость охлаждения была в 1000–1 миллион раз выше, чем при более низких температурах.
Ученые предположили, что астероиды формировались поэтапно. Если бы ранняя Солнечная система была, как и старая игра «Астероиды», изобилующей бомбардировками, большие камни были бы разбиты вдребезги. Эти маленькие кусочки быстро остыли бы. Впоследствии, когда маленькие части снова собрались бы в более крупные астероиды, которые мы видим сегодня, скорость охлаждения должна была замедлиться.
Чтобы проверить эту гипотезу, профессор школы Джексона Марк Хессе и аспирант первого курса Цзялонг Рен впервые построили вычислительную модель двухэтапной тепловой истории астероидов из кучи обломков.
Из-за огромного количества осколков - 1015 или тысячи триллионов - Рену пришлось разработать новые методы для учета изменений массы и температуры до и после бомбардировки. «Это был значительный интеллектуальный вклад», - сказал Хессе.
Полученная модель демонстрирует, что скорее всего охлаждение после сборки замедлилось не потому, что порода отдавала тепло слоями, а потому что в куче обломков были поры.
Тим Суиндл из Лаборатории Луны и планет в Университете Аризоны, который изучает метеориты, но не участвовал в исследованиях, сказал, что эта работа является важным шагом вперед. «Это кажется более полной моделью, тем более что ученые добавили новые данные к части вопроса, о которой раньше не говорилось», - заявил он.
По словам Дайгерта, наибольшее значение новой гипотезы состоит в
том, что эти столкновения характеризовали первые дни
существования Солнечной системы.
[Фото: eurekalert.org]
