Martinas Schilleris ir Martinas Bizzarro iš Kopenhagos universiteto ir Vera Assis Fernandes iš Berlyno gamtos istorijos muziejaus pasiūlė naują saulės sistemos modelį, kad paaiškintų izotopų planetų sudėties skirtumus. Autoriai atmeta prielaidą, kad dideli ir maži daiktai augo vienu metu, bet skirtingais tempais, ir mano, kad mažų kūnų augimas pasibaigė anksčiau nei didelių.
Beveik visi ekspertai šiandien mano, kad Saulė ir planetos buvo suformuotos iš vieno protoplanetinio debesies. 99,9% šio disko masės nukrito ant šviestuvo. Kai saulė sprogo, saulės vėjas iš arti žvaigždės išnešė lengvą vandenilį ir helį, taigi dujų milžinai dabar yra už Marso orbitos.
- „Salik.biz“
Pagal jaunos žvaigždės spindulius protoplanetinės dulkės buvo sukepintos į granules, vadinamas chondrules. Laikydamiesi kartu, šios granulės sudarė mažus akmenis - chondritus. Beje, būtent šios „statybinės atliekos“sudaro 90% Žemėje randamų meteoritų.
Palaipsniui chondritai įstrigo į didesnius ir didesnius kūnus - plokštumosimalus. Gravitacija suteikė jiems šviežios medžiagos antplūdį, ir šie „embrionai“augo tol, kol didžiausi iš jų tapo planetomis, o likusieji - asteroidais. Kai protoplanetiniame diske buvo išeikvotos kosminių dulkių atsargos, kūnų augimas Saulės sistemoje baigėsi.
Klasikinė teorija daro prielaidą, kad visi Saulės sistemos kūnai augo tuo pačiu metu, bet skirtingais tempais. Kuo masyvesnis kūnas, tuo galingesnis jo sunkis ir kuo daugiau aplinkinių medžiagų jis surenks, dėl to dar labiau padidės jo dydis. Tai yra sniego gniūžtės principas arba, moksliškai, teigiami atsiliepimai. Šis įstatymas reglamentuoja miestų augimą (žmonės mieliau renkasi į didmiesčius, kur yra daugiau pinigų ir galimybių, todėl jie dar labiau auga), kalbų paplitimą (kuo daugiau žmonių žino kalbą, tuo daugiau paskatų jos mokytis) ir pan.
Neabejodamas likusia teorija, Schilleris ir jo kolegos atmeta šį augimo modelį. Jų manymu, mažiems kūneliams nepavyko užaugti, nes jie jau anksčiau baigė medžiagos sukibimą (kaip sako ekspertai, pripratimas).
Kaip žurnalas „Nature“praneša darbo apžvalgoje, autorius įkvėpė skirtingų Saulės sistemos kūnų izotopinės sudėties skirtumai. Būtent autoriai ištyrė kalcio izotopų 48Ca ir 44Ca santykį Žemėje, Marse, Vakaruose ir retų rūšių meteoritų pavyzdžiuose: ureilituose ir angrituose.
Jei visos planetos ir asteroidai buvo suformuotos viename procese iš tų pačių kosminių dulkių, kodėl šių izotopų santykis skiriasi? Paprastai tai siejama su skirtingais atstumais nuo saulės ir atitinkamai su skirtinga temperatūra.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Tačiau autoriai nustatė, kad kalcio izotopų santykis priklauso nuo dangaus kūno masės. Žemės, Marso ir Vestos masės yra žinomos iš astronominių stebėjimų, o apytiksles objektų, kurių fragmentai yra meteoritai, mases rekonstravo mokslininkai, remdamiesi „dangaus svečių“savybėmis.
Izotopų 48 Ca / 44 Ca sekundės santykis matuojamas μ48Ca. Jis apskaičiuojamas taip: μ 48 Ca = (48 Ca / 44 Ca dangaus kūnas - 48 Ca / 44 Ca žemė) / (48 Ca / 44 Ca žemė). Dėl to, kad izotopų sudėtis yra nedidelė, µ 48 Ca yra matuojamas milijono dalimis (ppm). Iš esmės, žemei μ 48 Ca = 0, o kitiems kūnams ši vertė gali būti ir teigiama, ir neigiama.
Schilleris ir kolegos pasiūlė, kad protoplanetinio disko vidinė dalis, esanti Jupiterio dabartinės orbitos viduje, turėjo mažas μ 48 Ca reikšmes (apie –150 ppm). Šios medžiagos pakako, kad plokštumos modeliai priaugtų prie kūno dydžio - Ureilitų tėvynės (200 kilometrų skersmens).
Tada kai kurie iš šių kūnų nustojo augti. Tie, kurie toliau augo, padidino savo masę jau dėl išorinės disko dalies, kai µ 48 Ca buvo apie 200 ppm (reikšmė, būdinga chondritams, susidariusiems už Jupiterio orbitos). Todėl kuo toliau augimas, tuo didesnė buvo galutinė μ 48 Ca vertė. Vesta, sustabdyta 530 kilometrų skersmens, turi minus 100 ppm, Marsas - minus 20 ppm, o Žemė, kaip jau minėta, yra 0 ppm.
Vis dėlto kokia jėga lėmė kai kurių šių kūnų augimą? Tai gali būti sudėtinga „planetų embrionų“gravitacinė sąveika, keičiant jų trajektorijas. Dabartinės planetos, kurių beveik apvalios orbitos yra protoplanetinio disko plokštumoje, klaidžiojo po turtingiausius besiformuojančios sistemos regionus, todėl toliau augo. Pralaimėjusieji vis dėlto išstūmė į pailgą ir, galbūt gulėdami kitoje trajektorijos plokštumoje, liko badauti.
Išvadą apie skirtingą mėginių amžių patvirtina ir radioaktyviųjų izotopų kiekis.
Tačiau negalima sakyti, kad naujasis modelis neturi problemų. Pavyzdžiui, jai kyla sunkių klausimų, susijusių su mėnulio formavimu. „Vesti. Nauka“(nauka.vesti.ru) išsamiai papasakojo apie Žemės susidūrimą su Theia, kuri pagimdė mūsų palydovą. Paprastai manoma, kad Theia buvo žymiai mažesnė už Žemę, tačiau iš autorių teorijos išplaukia, kad susidūrė du tos pačios masės kūnai. Tai neatitinka kai kurių žinomų faktų.
Be to, yra tyrimų, rodančių, kad materijos antplūdis iš išorinės protoplanetinio disko dalies sustojo jau pirmaisiais jo gyvavimo milijonais metais dėl Proto-Jupiterio susiformavimo. Paaiškinti chondritų sudėtį pagal autorių modelį nėra lengva.
Ko gero, dėlionės pavadinimu „Saulės sistemos formavimasis“vis dar trūksta kelių svarbių kūrinių, be kurių neįmanoma sukurti modelio, kuris atsakytų į visus klausimus.
Anatolijus Glyantsevas