Martin Schiller a Martin Bizzarro z Kodanskej univerzity a Vera Assis Fernandes z Prírodovedného múzea v Berlíne navrhli nový model pre slnečnú sústavu na vysvetlenie rozdielov v izotopovom zložení planét. Autori odmietajú domnienku, že veľké a malé objekty rástli súčasne, ale rôznou mierou, a veria, že rast malých telies sa skončil skôr ako u veľkých.
Takmer všetci odborníci sa dnes domnievajú, že Slnko a planéty boli vytvorené z jediného protoplanetárneho mraku. 99,9% hmotnosti tohto disku pripadlo na svietidlo. Keď slnko vybuchlo, slnečný vietor zametol ľahký vodík a hélium z bezprostrednej blízkosti hviezdy, takže plynové giganty sú teraz za obežnou dráhou Marsu.
Pod lúčmi mladej hviezdy sa protoplanetárny prach spekal do granúl nazývaných chondruly. Tieto granule sa navzájom zlepili a vytvorili malé kamene - chondrity. Mimochodom, je to „stavebný odpad“, ktorý predstavuje 90% meteoritov nájdených na Zemi.
Chondrity sa postupne zasekávali do väčších a väčších telies - planetesimálov. Gravitácia im poskytla príliv čerstvého materiálu a tieto „embryá“rástli, kým najväčšia z nich sa nestala planétami a ostatné - asteroidy. Keď sa vyčerpali zásoby kozmického prachu v protoplanetárnom disku, rast telies v slnečnej sústave sa skončil.
Klasická teória predpokladá, že všetky telá slnečnej sústavy rástli súčasne, ale rôznou rýchlosťou. Čím je telo masívnejšie, tým silnejšia je jeho gravitácia a okolitá hmota, v dôsledku čoho sa ešte viac zbiera. Toto je zásada snehovej gule alebo, vedecky pozitívna spätná väzba. Tento zákon upravuje rast miest (ľudia uprednostňujú megacity, kde je viac peňazí a príležitostí, vďaka ktorým rastú ešte viac), prevalencia jazykov (čím viac ľudí jazyk pozná, tým viac stimulov sa ho učia) a tak ďalej.
Bez spochybnenia zvyšku teórie Schiller a jeho kolegovia tento rastový model odmietajú. Podľa ich názoru malé telá nedokázali rásť, pretože dokončili priľnavosť materiálu skôr (ako hovoria odborníci, narastanie).
Ako v časopise Nature uvádza časopis Nature, autori sa inšpirovali rozdielom v izotopovom zložení rôznych telies v slnečnej sústave. Konkrétne autori skúmali pomer izotopov vápnika 48Ca a 44Ca na Zemi, Marse, Západe a vo vzorkách zriedkavých typov meteoritov: ureility a angrity.
Ak boli všetky planéty a asteroidy tvorené jedným procesom z toho istého kozmického prachu, prečo je pomer týchto izotopov iný? Zvyčajne je to spojené s rôznymi vzdialenosťami od Slnka a podľa toho s rôznymi teplotami.
Propagačné video:
Autori však zistili, že pomer izotopov vápnika závisí od hmotnosti nebeského tela. Masy Zeme, Marsu a Vesty sú známe z astronomických pozorovaní a približné hmotnosti objektov, ktorých fragmenty sú meteority, boli vedcami rekonštruované na základe vlastností „nebeských hostí“.
Pomer izotopov 48 Ca / 44 Ca za sekundu sa meria pomocou μ48Ca. Vypočíta sa takto: μ 48 Ca = (48 Ca / 44 Ca nebeské teleso - 48 Ca / 44 Ca Zem) / (48 Ca / 44 Ca Zem). Pretože rozdiely v izotopickom zložení sú malé, meria sa μ 48 Ca v dieloch na milión (ppm). Podľa definície, pre Zem u Stabilizátory 48 SZ = 0 a pre ostatné subjekty táto hodnota môže byť ako pozitívne, tak negatívne.
Schiller a jeho kolegovia navrhli, že vnútorná časť protoplanetárne disk, ktorý sa nachádza vo vnútri Jupitera súčasnej obežnej dráhe, mal nízku μ 48 Ca hodnoty cca mínus 150 ppm). Tento materiál stačil na to, aby planéty rástli na veľkosť tela - vlasť Ureilitov (priemer 200 kilometrov).
Potom niektoré z týchto tiel prestali rásť. Tí, ktorí pokračovali v raste, zvýšili svoju hmotu už vďaka vonkajšej časti disku s μ 48 Ca asi 200 ppm (hodnota typická pre chondrity, ktoré sa tvorili za Jupiterovou obežnou dráhou). Preto, čím dlhšie je rast pokračoval, tým väčšia je konečná hodnota u Stabilizátory 48 Ca bol. Vesta, zastavená v priemere 530 kilometrov, má mínus 100 ppm, Mars - mínus 20 ppm a Zem, ako už bolo uvedené, je 0 ppm.
Aká však bola sila, ktorá spôsobila, že niektoré z týchto orgánov prestali rásť? Môže to byť komplexná gravitačná interakcia medzi „embryami planét“, ktorá mení ich trajektórie. Súčasné planéty, s takmer kruhovými obežnými dráhami ležiacimi v rovine protoplanetárneho disku, putovali po najbohatších oblastiach rodiaceho sa systému, a preto pokračovali v raste. Porazení sa však vytiahli k predĺženiu a možno ležali v inej rovine trajektórie, zostali na hladomorskej diéte.
Záver o rôznom veku vzoriek je potvrdený aj datovaním obsahu rádioaktívnych izotopov.
Nedá sa však povedať, že nový model nemá žiadne problémy. Napríklad pre ňu sú ťažké otázky súvisiace s formáciou mesiaca. "Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) podrobne rozprávala o zrážke Zeme s Teiou, ktorá porodila náš satelit. Zvyčajne sa verí, že Theia bola výrazne menšia ako Zem, ale z autorovej teórie vyplýva, že sa zrazili dve telá rovnakej hmotnosti. To nie je v súlade s niektorými známymi skutočnosťami.
Okrem toho existujú štúdie, ktoré ukazujú, že prílev látky z vonkajšej časti protoplanetárneho disku sa zastavil už v prvých miliónoch rokov svojej existencie v dôsledku vytvorenia proto-jupitera. Nie je ľahké vysvetliť zloženie chondritov v rámci autorovho modelu.
Pravdepodobne puzzle nazvané „Formovanie slnečnej sústavy“stále chýba niekoľko dôležitých častí, bez ktorých nie je možné zostaviť model, ktorý odpovedá na všetky otázky.
Anatolij Glyantsev