Меньше двух процентов издалека: почему Юпитер не пустил чужое вещество к нашей планете
Меньше двух процентов. Столько в составе Земли приходится на материю из внешних областей Солнечной системы — за орбитой Юпитера. Всё остальное планета собрала из вещества, которое кружило рядом с ней. Такой вывод сделали исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха Паоло Сосси и Дэн Бауэр, их работа вышла в Nature Astronomy.
Раньше считалось иначе. Астрономы полагали, что в строительстве Земли участвовал материал из далёких окраин системы — его заносило к нам вместе с кометами и астероидами. Новая работа эту версию не подтверждает.
Что именно сделали исследователи
Сосси и Бауэр проанализировали десять изотопных систем. Для сравнения: в прежних подобных работах учёные смотрели максимум на две. Изотопы Земли сопоставили с метеоритами — включая образцы с Марса и астероида Веста.
Метеориты делят на две большие группы. Некарбонатные тела образовались внутри системы. Карбонатные — те, что богаты водой и углеродом, — пришли снаружи. Ближе всего состав Земли оказался к первой группе. И к Марсу с Вестой.
«Строительный материал планеты происходит из одного резервуара», — отметил Паоло Сосси.
Математика подтвердила расчёты: доля внешнего вещества в недрах Земли ничтожна. Обмена материей между внутренней и внешней частями системы почти не было.
Ключевую роль сыграл Юпитер. Газовый гигант рос быстро и своей гравитацией создал разрыв в протопланетном диске. Этот барьер и не пустил внешнее вещество внутрь. Земля, по сути, росла в тепличных условиях — поглощая соседей и не получая ничего лишнего.
«Наши выводы очень надёжны. Они основаны только на цифрах, а не на неполных физических теориях», — подчеркнул Дэн Бауэр.
Вот тут и начинается самое интересное. Если почти весь материал Земли — местный, откуда взялась вода? Внешний приток был мизерным, и объяснить океаны одним лишь им не получится. Загадка происхождения воды остаётся открытой.
Сосси и Бауэр намерены копать дальше. Они хотят понять, откуда на планете взялась вода, и проверить, повторяется ли такой сценарий у других звёзд. Для смежных областей — от планетологии до поиска обитаемых миров — это может обернуться пересмотром привычных моделей уже в ближайшие годы.