Martin Schiller és Martin Bizzarro a koppenhágai egyetemen és Vera Assis Fernandes a berlini Természettudományi Múzeumból új modellt javasoltak a Naprendszer számára, hogy megmagyarázzák a bolygók izotopikus összetételének különbségeit. A szerzők elutasítják azt a feltételezést, miszerint a nagy és a kis tárgyak egyidejűleg, de eltérő ütemben növekedtek, és úgy vélik, hogy a kis testek növekedése korábban fejeződött be, mint a nagy testek.
Ma szinte minden szakértő úgy gondolja, hogy a Nap és a bolygók egyetlen protoplanetáris felhőből képeződtek. A korong tömegének 99,9% -a esett a lámpatestre. Amikor a nap kitört, a napszél száraz hidrogént és héliumot távolított el a csillag közvetlen szomszédságából, tehát a gáz óriások már túlmutatnak a Mars pályán.
Egy fiatal csillag sugarai alatt a protoplanetáris port szinterezték chondrules-nek nevezett granulátumba. Összetapadva ezek a szemcsék kis köveket képeznek - chondritokat. Mellesleg, ez a "építési hulladék" adja a Földön található meteoritok 90% -át.
Fokozatosan a chondritok nagyobb és nagyobb testekbe ragaszkodnak - sík mintákba. A gravitáció friss anyag beáramlást biztosított számukra, és ezek az "embriók" addig nőttek, míg a legnagyobb közülük bolygókká, a többiek pedig aszteroidákká váltak. Amikor a protoplanetáris korongban a kozmikus por tartalékai kimerültek, véget ért a test növekedése a Naprendszerben.
A klasszikus elmélet feltételezi, hogy a Naprendszerben lévő összes test ugyanabban az időben nőtt, de eltérő ütemben. Minél masszívabb a test, annál erősebb a gravitáció és annál körülvevő anyagot gyűjti össze, ennek eredményeként még nagyobb lesz a mérete. Ez a hógolyó elv, vagy tudományos szempontból pozitív visszajelzés. Ez a törvény szabályozza a városok növekedését (az emberek inkább a nagyvárosokba mennek, ahol több pénz és lehetőségek vannak, ami még növekszik), a nyelvek prevalenciáját (minél többen tudnak egy nyelvet, annál több ösztönzés van annak megtanulására), és így tovább.
Az elmélet többi részének megkérdőjelezése nélkül Schiller és munkatársai elutasítják ezt a növekedési modellt. Véleményük szerint a kis testeknek nem sikerült megnövekedniük, mert korábban befejezték az anyag tapadását (ahogy a szakértők mondják, akkreditáció).
Amint a Nature folyóirat a munka áttekintésében számol be, a szerzőket a Naprendszer különböző testének izotópos összetételének különbsége ihlette. Nevezetesen, a szerzők megvizsgálták a 48Ca és 44Ca kalcium-izotópok arányát a Földön, a Marson, a Nyugaton és a ritka meteorit típusok mintáiban: ureilitok és angritok.
Ha az összes bolygó és az aszteroidák egyetlen folyamatban készültek ugyanabból a kozmikus porból, miért különbözik ezen izotópok aránya? Ez általában a Naptól való eltérő távolsággal és ennek megfelelően a különböző hőmérsékletekkel társul.
Promóciós videó:
A szerzők azonban úgy találták, hogy a kalcium-izotópok aránya az égi test tömegétől függ. A Föld, a Mars és a Vesta tömege csillagászati megfigyelésekből ismert, és a tárgyak hozzávetőleges tömegét, amelyek töredékei meteoritok, a tudósok rekonstruálták a "mennyei vendégek" tulajdonságai alapján.
A 48 Ca / 44 Ca másodperc izotópok arányát μ48Ca-val mérjük. A következőképpen számítják: μ 48 Ca = (48 Ca / 44 Ca égi test - 48 Ca / 44 Ca Föld) / (48 Ca / 44 Ca Föld). Mivel az izotópos összetétel közötti különbségek csekélyek, μ 48 Ca-ot mérjük ppm-ben (ppm). Meghatározása szerint a Föld μ 48 Ca = 0 és más testek esetében ez az érték lehet pozitív és negatív is.
Schiller és munkatársai azt állították, hogy a protoplanetáris korong Jupiter jelenlegi pályáján belüli belső részének alacsony μ 48 Ca- értéke alacsony, mintegy 150 ppm). Ez az anyag elegendő volt ahhoz, hogy a sík minták a test méretéhez nőjenek - az Ureiliták szülőföldje (átmérője 200 kilométer).
Aztán ezeknek a testeknek egy része abbahagyta a növekedést. Azok, amelyek tovább növekedtek, már a korong külső része miatt megnövelték tömegüket μ 48 Ca-val, körülbelül 200 ppm- rel (ez az érték a Jupiter pályáján túli chondritokra jellemző érték). Ezért minél tovább folytatódott a növekedés, annál nagyobb volt a μ 48 Ca végső értéke. Az 530 kilométer átmérőjű megállt Vesta mínusz 100 ppm-rel, a Mars-mínusz 20 ppm-vel rendelkezik, a Föld pedig, mint már említettük, 0 ppm.
Ugyanakkor mi volt az az erő, amely miatt ezek a testek némelyike abbahagyta a növekedést? Ez összetett gravitációs kölcsönhatás lehet a "bolygók embriói" között, megváltoztatva a pályájukat. A jelenlegi bolygók, szinte kör alakú pályájukkal a protoplanetáris korong síkjában fekve, a születő rendszer leggazdagabb területein körbejártak, és ezért tovább növekedtek. A vesztesek azonban meghosszabbították magukat, és talán a pálya másik síkjában fekszenek, és éhező étrendben maradtak.
A minták eltérő korára vonatkozó következtetést megerősíti a radioaktív izotópok tartalma is.
Nem mondhatjuk azonban, hogy az új modellnek nincs problémája. Például nehéz kérdések merülnek fel a hold kialakulásával kapcsolatban. A "Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) részletesen beszámolt a Föld Theia-val történt ütközéséről, amely műholdunkat szülte. Általában úgy gondolják, hogy Theia szignifikánsan kisebb volt, mint a Föld, de a szerzők elmélete alapján ebből következik, hogy azonos tömegű két test ütközött egymással. Ez nem áll összhangban bizonyos ismert tényekkel.
Ezenkívül vannak olyan tanulmányok, amelyek azt mutatják, hogy az anyag beáramlása a protoplanetáris korong külső részéből már létezésének első millió évében megállt a Proto-Jupiter kialakulása miatt. Nem könnyű megmagyarázni a chondrit összetételét a szerzői modell keretein belül.
Valószínűleg a "Naprendszer kialakulása" nevű puzzle-ről még mindig hiányoznak számos fontos darab, amelyek nélkül nem lehet felépíteni egy olyan modellt, amely minden kérdésre megválaszolja.
Anatolij Glyantsev