Керамические вкрапления в метеоритах намекают: формирование Солнечной системы шло не так, как думают

Исследование, проведенное в Чикагском университете, показывает, что ранняя Солнечная система была свидетелем резких колебаний температуры и меняющихся условий, что противоречит многолетней теории об её постепенном и неуклонном остывании после формирования Солнца.

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances под названием «События нагрева в зарождающейся Солнечной системе, зарегистрированные с помощью изотопного фракционирования редкоземельных элементов в тугоплавких включениях», основано на изучении метеоритов. Поскольку горные породы на Земле постоянно втягиваются под тектонические плиты, плавятся и преобразовываются, то у ученых нет большого количества доказательств того, как выглядела наша Солнечная система 4,5 миллиарда лет назад. Авторы новой работы решили обратиться за ответом на этот вопрос к метеоритам.

По сути, метеориты представляют собой агрегацию пыли, которая находилась в Солнечной туманности при формировании планет. Грубо говоря, это «слепок» того, что в это время происходило в нашей системе. Подвид метеоритов, которые называют углеродистыми хондритами, часто изобилует включениями керамического материала. Эти элементы и являются свидетелями первых 100 тысяч лет существования нашей Солнечной системы.

На протяжении десятилетий ученые анализировали метеориты, пытаясь понять условия зарождения ранней Солнечной системы — это может дать ключ к разгадке того, как формировались планеты. Ведущей была точка зрения, согласно которой Солнце остывало мягко и плавно, а те самые керамические вкрапления образовались из солнечного газа, который в это время конденсировался.

Чтобы проанализировать состав керамических вкраплений в метеоритах с высокой точностью, авторы исследования измерили количество различных изотопов в этих элементах, так как они могут рассказать об условиях при их образовании. Используя сложное оборудование в лаборатории Dauphas Origins, включая уникальную систему очистки, исследователи измерили число изотопов восьми различных элементов внутри вкраплений.

Результаты показали, что температуры, с которыми встречались эти керамические включения при их формировании, могли превышать 1300 °С на протяжении десятков и сотен лет. Такие экстремальные вспышки уже наблюдались вокруг молодых звезд в других системах, но ученые не были уверены, происходило ли это в нашей Солнечной системе.

Понимание этих особенностей очень важно, потому что они являются основополагающими при формировании планет и могут больше рассказать ученым о других процессах, которые происходили во время образования планет Солнечной системы. Например, можно ответить на вопрос, почему Земля и Марс имеют разный состав.