Може да е странно, но все още не знаем как се е образувала нашата планета. Имаме някаква обща идея, но по-фините детайли са много по-трудни за разгадаване.
Имаме модел, който в момента се приема като най-вероятното обяснение досега: че Земята се е образувала от постепенното струпване на астероиди. Но дори и тук има някои факти за формирането на нашата планета, които са трудни за обяснение.
Нова статия, съчетаваща експериментиране с моделиране, разкрива нов път на образуване, който много по-точно отговаря на характеристиките на Земята.
„Преобладаващата теория в астрофизиката и космохимията е, че Земята се е образувала от хондритни астероиди. Това са сравнително малки, прости блокове от скала и метал, които са се образували рано в Слънчевата система“, разказва планетологът Паоло Соси (Paolo Sossi) от ETH Zurich в Швейцария.
„Проблемът с тази теория е, че никаква смес от тези хондрити не може да обясни точния състав на Земята, която е много по-бедна на леки, летливи елементи като водород и хелий, отколкото бихме очаквали.“
Има цял куп въпросителни относно процеса на формиране на планетата, но учените са успели да съставят обща картина. Когато една звезда се образува от плътна бучка материя в молекулен облак от прах и газ в космоса, материалът около нея се подрежда в диск, който обикаля и се натрупва в растящата звезда.
Този диск от прах и газ не само допринася за обема на растяща звезда – малките плътности в рамките на този вихър също се събират в по-малки, по-хладни клъстери. Малките частици се сблъскват и слепват, първо електростатично, след това гравитационно, образувайки все по-големи и по-големи обекти, които в крайна сметка могат да прераснат в планета. Това се нарича модел на акреция (натрупване) и е силно подкрепено от доказателства от наблюдения.
Но ако скалите, които се слепват, са хондрити, това оставя голям открит въпрос за липсващите по-леки, летливи елементи.
Учените са дали различни обяснения, включително топлината, генерирана по време на сблъсъците, която може да е изпарила някои от по-леките елементи.
Това обаче не е задължително да проследява нито едно от двете - топлината би изпарила по-леки изотопи на елементи с по-малко неутрони според скорошна експериментална работа, ръководена от Соси. Но по-леките изотопи все още присъстват на Земята в съотношения, приблизително подобни на тези, открити в хондритите.
Така че Соси и колегите му се заемат да проучат друга възможност: че скалите, които се сглобяват, за да направят Земята, не са хондритни астероиди от общата орбита на Земята, а планетезимали. Това са по-големи тела, „семена“ на планети, които са нараснали до размер, достатъчно голям, за да имат обособено ядро.
„Динамичните модели, с които симулираме образуването на планети, показват, че планетите в нашата Слънчева система са се формирали прогресивно. Малките зърна са прераснали с течение на времето в планетезимали с километрични размери, като са натрупвали все повече и повече материал чрез гравитационното си привличане“, разказва Соси .
"Нещо повече, планетезималите, които са се образували в различни области около младото Слънце или по различно време, могат да имат много различен химичен състав."
Те провеждат симулации на N-тела, променяйки променливи като броя на планетезималите, по сценария "голямата разходка", при който младият Юпитер се придвижва първо по-близо до Слънцето и след това отново обратно към текущата си позиция.
При този сценарий движението на Юпитер в ранната Слънчева система е имал изключително смущаващ ефект върху по-малките обекти, които са се въртели наоколо, разпръсквайки планетезимали във вътрешния диск.
Симулациите са предназначени да създадат вътрешната част на Слънчевата система, която виждаме днес: Меркурий, Венера, Земя и Марс. Екипът установява, че разнообразна смес от планетезимали с различен химичен състав може да са възпроизвели Земята такава, каквато я виждаме днес. Всъщност Земята е най-вероятният резултат от симулациите.
Това може да има важни последици не само за Слънчевата система и разбирането на различните състави на скалистите планети в нея, но и за други планетарни системи другаде в галактиката.
„Въпреки че го подозирахме, все пак намираме този резултат за много забележителен. Сега не само имаме механизъм, който обяснява по-добре формирането на Земята, но също така имаме справка, която да обясни формирането на другите скалисти планети“, отбелязва Соси.
„Нашето проучване показва колко важно е да се вземат предвид както динамиката, така и химията, когато се опитваме да разберем формирането на планетата. Надявам се, че нашите открития ще доведат до по-тясно сътрудничество между изследователите в тези две области.“
Справка: Sossi, P.A., Stotz, I.L., Jacobson, S.A. et al. Stochastic accretion of the Earth. Nat Astron (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01702-2
Източник: A Compelling New Hypothesis Could Finally Explain How Earth Formed,
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари