Martin Schiller og Martin Bizzarro fra Københavns Universitet, og Vera Assis Fernandes fra Natural History Museum i Berlin, har foreslått en ny modell for solsystemet for å forklare forskjeller i planetenes isotopiske sammensetning. Forfatterne avviser antakelsen om at store og små gjenstander vokste samtidig, men i forskjellige takt, og mener at veksten av små kropper endte tidligere enn store.
Nesten alle eksperter i dag tror at Solen og planetene ble dannet av en eneste protoplanetær sky. 99,9% av massen til denne disken falt på armaturen. Da solen brast ut, feide solvinden lett hydrogen og helium fra umiddelbar nærhet til stjernen, slik at gassgigantene nå ligger utenfor Mars-bane.
Under strålene fra en ung stjerne ble protoplanetært støv sintret til granuler kalt kondrulier. Ved å holde seg sammen dannet disse granulatene små steiner - kondrit. For øvrig er det dette "byggeavfallet" som står for 90% av meteorittene som finnes på jorden.
Etter hvert festet kondritter seg sammen i større og større kropper - planetesimaler. Tyngdekraften ga dem en tilstrømning av ferskt materiale, og disse "embryoene" vokste til den største av dem ble planeter, og resten - asteroider. Da reservene til kosmisk støv i den protoplanetære disken ble tømt, endte veksten av kropper i solsystemet.
Den klassiske teorien antar at alle kroppene i solsystemet vokste på samme tid, men med forskjellige hastigheter. Jo mer massiv kroppen, desto kraftigere er tyngdekraften og desto mer omgivende materie vil den samle, som et resultat, øke størrelsen enda mer. Dette er snøballprinsippet, eller, vitenskapelig, positive tilbakemeldinger. Denne loven styrer veksten av byer (folk foretrekker å gå til megasiteter, der det er mer penger og muligheter, noe som gjør at de vokser enda mer), utbredelsen av språk (jo mer folk kjenner språket, jo mer insentiver til å lære det), og så videre.
Uten å stille spørsmål ved resten av teorien, avviser Schiller og kollegene denne vekstmodellen. Etter deres mening klarte ikke de små kroppene å vokse, fordi de var ferdig med vedheft av materiale tidligere (som eksperter sier, akkresjon).
Som tidsskriftet Nature rapporterer i en gjennomgang av verket, ble forfatterne inspirert av forskjellen i den isotopiske sammensetningen av forskjellige kropper i solsystemet. Forfatterne studerte nemlig forholdet mellom kalsiumisotoper 48Ca og 44Ca på Jorden, Mars, Vesta og i prøver av sjeldne typer meteoritter: ureilitter og angrites.
Hvis alle planeter og asteroider ble dannet i en enkelt prosess fra det samme kosmiske støvet, hvorfor er forholdet mellom disse isotopene annerledes? Dette er vanligvis forbundet med forskjellige avstander til solen og følgelig forskjellige temperaturer.
Salgsfremmende video:
Forfatterne fant imidlertid at forholdet mellom kalsiumisotoper avhenger av massen til himmellegemet. Massene på Jorden, Mars og Vesta er kjent fra astronomiske observasjoner, og de omtrentlige massene av objekter, hvis fragmenter er meteoritter, ble rekonstruert av forskere basert på egenskapene til de "himmelske gjestene".
Forholdet mellom isotoper 48 Ca / 44 Ca sekund måles med μ48Ca. Det beregnes som følger: μ 48 Ca = (48 Ca / 44 Ca himmellegeme - 48 Ca / 44 Ca Jorden) / (48 Ca / 44 Ca Jorden). På grunn av at forskjellene i isotopisk sammensetning er små, måles μ 48 Ca i deler per million (ppm). For jorda μ 48 Ca = 0, og for andre kropper kan denne verdien være både positiv og negativ.
Schiller og kolleger antydet at det indre av den protoplanetære disken, som ligger inne i Jupiters nåværende bane, hadde lave μ 48 Ca- verdier på omtrent minus 150 ppm) Dette materialet var nok til at planetesimene vokste til størrelsen på kroppen - urelandets hjemland (200 kilometer i diameter).
Da sluttet noen av disse kroppene å vokse. De som fortsatte å vokse, økte massen allerede på grunn av den ytre delen av disken med μ 48 Ca ca. 200 ppm (en verdi typisk for kondritter som dannet seg utenfor Jupiters bane). Derfor, jo lenger veksten fortsatte, jo større var den endelige verdien på μ 48 Ca. Vesta, stoppet med en diameter på 530 kilometer, har minus 100 ppm, Mars - minus 20 ppm, og Jorden, som allerede nevnt, er 0 ppm.
Hva var imidlertid kraften som fikk noen av disse kroppene til å slutte å vokse? Dette kan være et sammensatt gravitasjonssamspill mellom "planetenes embryoer", og endre deres bane. De nåværende planetene, med sine nesten sirkulære baner som lå i planet til den protoplanetære disken, streifet rundt de rikeste områdene i det begynnende systemet og fortsatte derfor å vokse. Tapere presset imidlertid ut til langstrakt, og kanskje lå i et annet plan på banen, forble på en sult diett.
Konklusjonen om prøvens forskjellige aldre bekreftes også ved datering av innholdet av radioaktive isotoper.
Det kan imidlertid ikke sies at den nye modellen ikke har noen problemer. For eksempel er det vanskelige spørsmål til henne i forbindelse med dannelsen av månen. "Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) fortalte i detalj om jordkollisjonen med Theia, som fødte satellitten vår. Det antas vanligvis at Theia var mye mindre enn Jorden, men ut fra forfatternes teori følger det at to kropper med samme masse kolliderte. Dette er ikke i samsvar med noen kjente fakta.
I tillegg er det studier som viser at tilstrømningen av materie fra den ytre delen av den protoplanetære disken stoppet allerede i de første millioner årene av dens eksistens på grunn av dannelsen av Proto-Jupiter. Det er ikke lett å forklare sammensetningen av chondrites innenfor rammen av forfatternes modell.
Antagelig mangler gåten som heter "Formasjon av solsystemet" flere viktige brikker, uten hvilken en modell som svarer på alle spørsmål ikke kan bygges.
Anatoly Glyantsev
