Что если бы в нашей Солнечной системе было другое поколение планет, которые сформировались до или рядом с планетами, которые мы имеем сегодня? Новое исследование, опубликованное в Nature Communications 17 апреля 2018 года, представляет доказательства того, что именно так и произошло. Планеты первого поколения, или планеты, были бы разрушены во время столкновений в ранние дни Солнечной системы, и значительная часть мусора была сметена при образовании новых тел.
Это не новая теория, но новое исследование приносит новые доказательства в поддержку этого.
Доказательства в виде метеорита, который врезался в нубийскую пустыню Судана в 2008 году. Метеорит известен как TC3 2008 или метеорит Almahata Sitta. Внутри метеорита находятся крошечные кристаллы, называемые наноалмазами, которые, согласно этому исследованию, могли образоваться только в условиях высокого давления при росте планеты. Это противопоставляет предыдущее мышление вокруг этих метеоритов, которое предполагает, что они сформировались в результате мощных ударных волн, созданных в столкновениях между родительскими телами.
«Мы демонстрируем, что эти крупные алмазы могут быть не результатом шока, а скорее роста, который произошел на планете». - соавтор исследования Филипп Жилле
Модели формирования планет показывают, что планеты земной группы формируются путем аккреции меньших тел в большие и большие тела. Следите за процессом достаточно долго, и вы получите планеты, подобные Земле. Меньшие тела, которые соединяются вместе, обычно имеют размер Луны и Марса. Но доказательства этих меньших тел найти сложно.
Один тип уникального и редкого метеорита, называемый урейлит, может предоставить доказательства для подкрепления моделей, и это то, что упало на Землю в Нубийской пустыне в 2008 году. Считается, что урейлиты являются остатками потерянной планеты, которая была сформирована в первые 10 миллионов лет Солнечной системы, а затем был разрушен в результате столкновения.
Урейлиты отличаются от других каменистых метеоритов. Они имеют более высокий компонент углерода, чем другие метеориты, в основном в форме вышеупомянутых наноалмазов. Исследователи из Швейцарии, Франции и Германии изучили алмазы внутри TC3 2008 года и определили, что они, вероятно, образовались на небольшой протопланете около 4,55 миллиардов лет назад.
Филипп Джилле, один из соавторов исследования, сказал следующее в интервью Associated Press: «Мы демонстрируем, что эти крупные алмазы могут быть не результатом шока, а скорее роста, который произошел на планете».
Согласно исследованию, представленному в этой статье, эти наноалмазы были сформированы под давлением 200 000 бар (2,9 миллиона фунтов на квадратный дюйм). Это означает, что таинственная родительская планета должна была быть такой же большой, как Меркурий или даже Марс.
Ключ к исследованию - размер наноалмазов. Результаты команды показывают наличие кристаллов алмаза размером до 100 микрометров. Хотя с тех пор наноалмазы были сегментированы процессом, называемым графитизацией, команда уверена, что эти более крупные кристаллы присутствуют. И они могли быть образованы только статическим ростом высокого давления внутри планеты. Ударная волна столкновения не могла этого сделать.
Но родительское тело урейлитного метеорита в исследовании должно было быть подвержено столкновениям, иначе где оно? В случае этого метеорита столкновение и образовавшаяся ударная волна все еще сыграли свою роль.
В исследовании говорится, что столкновение произошло через некоторое время после формирования родительского тела. И это столкновение вызвало бы ударную волну, которая привела к графитизации наноалмазов.
Ключевым доказательством являются то, что называют изображениями сканирующей просвечивающей электронной микроскопии (STEM) под высоким углом кольцевого темного поля (HAADF), как показано выше. Изображение представляет собой два изображения в одном, причем изображение справа является увеличением части изображения слева. Слева пунктирные желтые линии обозначают области кристаллов алмаза, отделенные от областей графита. Справа - увеличение зеленого квадрата.
Следы включения - вот что важно. Справа трассы включения выделены оранжевыми линиями. Они четко указывают линии включения, которые совпадают между соседними сегментами алмаза. Но линии включения не присутствуют в промежуточном графите. В исследовании исследователи говорят, что это «неоспоримое морфологическое доказательство того, что включения существовали в алмазе до того, как они были разбиты на более мелкие кусочки путем графитизации».
Подводя итог, можно сказать, что это подтверждает идею о том, что маленькая планета размером с Меркурий и Марс была сформирована в первые 10 миллионов лет Солнечной системы. Внутри этого тела крупные наноалмазы были образованы ростом высокого давления. В конце концов это родительское тело было вовлечено в столкновение, которое вызвало ударную волну. Затем ударная волна привела к графитизации наноалмазов.
Это интригующее свидетельство, которое соответствует тому, что мы знаем о формировании и развитии нашей Солнечной системы.
Источники:
- Большое планетарное тело, выведенное из алмазных включений в урейлитном метеорите
- Исследование: Алмаз с неба, возможно, пришел с "потерянной планеты"
