Ранее считалось, что протопланеты, возникшие во внутренней части Солнечной системы, образовались раньше, чем те, что находились за пределами пояса астероидов, в его внешней области. Однако находка метеоритного фрагмента в песках Марокко заставила усомниться в справедливости этого предположения.
Долгое время научное сообщество придерживалось устоявшегося представления о формировании Солнечной системы. Предполагалось, что зачатки планет, известные как протопланеты, не появлялись одновременно во всех ее частях, а изначально возникали во внутренней области, вблизи Солнца, где в настоящее время находятся Меркурий, Венера, Земля и Марс. Там протопланеты сформировались приблизительно 4,566 миллиарда лет назад.
Считается, что формирование протопланет в удалённой области внешней Солнечной системы, за пределами пояса астероидов и между орбитами Марса и Юпитера, происходило с меньшей скоростью. Эти объекты возникли на три-четыре миллиона лет позднее – около 4,563 миллиарда лет назад.
Астрономы связывали задержку в создании протопланет во внешней области Солнечной системы с более высоким содержанием воды и льда в этой зоне. Низкие температуры и свойства этих веществ приводили к тому, что протопланеты дольше набирали массу, а их внутренние слои нагревались медленнее. Это замедляло формирование ядра и сдерживало дифференциацию – процесс разделения на ядро, мантию и кору.
На первый взгляд, разница в три-четыре миллиона лет кажется незначительной. Однако, если рассматривать это в масштабах космоса, даже миллион лет – это существенный промежуток времени, поскольку формирование планет происходило стремительно. Смещение на один миллион лет может существенно повлиять на понимание последовательности и механизма зарождения новых планет.
Долгое время ученые использовали данную модель формирования Солнечной системы, однако неожиданное открытие изменило их взгляды на этот процесс.
В 2018 году астроном Бен Райдер-Стокс (Ben Rider-Stokes) из британского Открытого университета приобрел через посредника в Марокко небольшой метеорит весом почти 50 граммов. Этот камень получил название Northwest Africa 12264. Внешне он не выделялся среди прочих подобных объектов. Однако, по факту, в нем содержались сведения, которые могли кардинально пересмотреть представления об истории формирования Солнечной системы на ранних этапах ее развития.
Райдер-Стокс и его соавторы получили возможность изучить метеорит, аккуратно собрав с его поверхности мельчайшие частицы. Исследование соотношения изотопов хрома и кислорода позволило установить, что метеорит прибыл из удалённых регионов Солнечной системы.
Ученым также удалось установить, что этот камень ранее являлся частью мантии протопланеты. Мантию определяют как слой, расположенный между ядром и корой, и до настоящего времени исследователи не обнаружили «незагрязненных» образцов мантии планет, находящихся во внешней области Солнечной системы. Протопланета, частью которой был этот камень, перестала существовать. Вероятнее всего, она была уничтожена в результате катастрофического столкновения с массивным небесным телом.
Анализ изотопов свинца произвел настоящий фурор, поскольку позволяет с высокой точностью установить возраст — 4,566 миллиарда лет. Исходя из этого, можно предположить, что протопланета, от которой он откололся, возникла одновременно с телами, формирующими внутреннюю часть Солнечной системы.
Полученные учеными данные опровергают давнюю гипотезу о временном разрыве. Данное открытие способно коренным образом изменить методы моделирования начальных этапов формирования планет. Если планеты формировались одновременно, то условия и процессы в Солнечной системе были более единообразными, чем считалось ранее.
Авторы исследования утверждают, что для выяснения закономерностей формирования нашей Солнечной системы и планет вокруг других звезд необходимо установить не только факты, но и точную хронологию их возникновения. Даже незначительные неточности в определении возраста событий (пусть и на несколько миллионов лет) способны кардинально изменить общее представление и понимание процессов, лежащих в основе формирования планет в космосе.
Научная работа опубликована в журнале Nature Communications, Earth & Environment.