Ученые из Массачусетского технологического института в сотрудничестве с коллегами из других научных учреждений обнаружили доказательства того, что в ранней Солнечной системе существовала таинственная "пропасть". Исследование показало, что она разделяла планетную систему на внутреннюю и внешнюю части.
Работа астрономов опубликована в журнале Science Advances, а коротко о ней рассказывается на сайте Массачусетского технологического института. Общепринятая теория гласит, что на ранней стадии своего существования Солнечная система обладала так называемым протопланетным диском. Он состоял из пыли и газа и окружал юное Солнца. Материал этого диска впоследствии послужил строительными блоками для формирования планет.
В новом исследовании астрономы решили изучить, как именно происходило формирование планет. Для этого они взяли исходный материал - древнейшие метеориты, найденные на Земле. Анализ образцов привел к неожиданному открытию. Результаты предполагают, что в протопланетном диске около 4,567 миллиарда лет назад существовал загадочный разрыв. Он разделял Солнечную систему на две части и располагался недалеко от того места, где сейчас находится пояс астероидов.
"За последнее десятилетие наблюдения показали, что полости, промежутки и кольца являются обычным явлением в дисках вокруг других молодых звезд, - говорит соавтор исследования Бенджамин Вайс. - Это важные, но пока еще плохо изученные признаки физических процессов, посредством которых газ и пыль превращаются в молодую звезду и планеты".
Исследование впервые подтвердило, что подобная космическая "пропасть" существовала и в Солнечной системе. Однако причина ее появления остается загадкой для ученых. По одной из версий, предложенных авторами работы, она могла образоваться из-за мощного гравитационного воздействия, которое оказывал юный Юпитер. Ученые пишут, что когда газовый гигант обрел свою окончательную форму, его огромная гравитационная сила могла вытолкнуть газ и пыль к окраинам Солнечной системы. В результате появилась "пропасть", разделившая внутреннюю и внешнюю части Солнечной системы.
Впрочем, исследователи предложили и альтернативное объяснение. Оно связано с космическими ветрами, которые, теоретически, вырывались с поверхности протопланетного диска. Эта гипотеза базируется на предположении о том, что все ранние планетные системы управляются сильными магнитными полями. Когда эти поля взаимодействуют с протопланетным вращающимся диском, они могут создавать ветер. Мощности последнего, согласно расчетам, могло оказаться достаточно для того, чтобы выдуть космический материал из части диска. Такое "выдувание" с течением времени привело к образованию разрыва.
Как пишут авторы работы, независимо от природы своего происхождения, обнаруженная "брешь" в ранней Солнечной системе, вероятно, служила космической границей. Она не давала материалу, расположенному по обе стороны от нее, взаимодействовать друг с другом. В свою очередь, отсутствие такого взаимодействия могло помочь сформировать тот состав планет Солнечной системы, который известен нам сегодня.
"Например, на внутренней стороне "пропасти" газ и пыль объединились в планеты земной группы, включая Землю и Марс, в то время как газ и пыль, переместившиеся в дальнюю часть в более ледяных областях, образовали Юпитер и соседние с ним газовые гиганты", - пишут исследователи.
"Довольно сложно преодолеть этот разрыв, планете для этого требуется много внешнего крутящего момента и импульса, - говорит ведущий автор работы Коэ Борлина. - Таким образом, это свидетельствует о том, что формирование наших планет ограничивалось определенными регионами в ранней Солнечной системе".