Що розповів пил з часів формування Сонячної системи?

Протопланетний диск
Художнє зображення молодої зорі з протопланетним диском. Джерело: L. Calçada / ESO.

Група американських вчених нещодавно опублікувала роботу про дослідження міжзоряного пилу. Нові дані свідчать про те, що певна кількість твердих частинок пилу, з яких утворилися планети Сонячної системи, має міжзоряне походження.

Прихована зоряна історія

Питання про те, з чого утворилася Сонячна система, цікавить вчених не одне століття. Проста відповідь –  “з газопилової хмари”. Які гази були у складі такої хмари – нібито зрозуміло. А ось із пилом не все так безхмарно. Відомо, що він був сумішшю органічних та неорганічних сполук, але якою саме була ця суміш, відповісти важко.

Протопланетний диск AS 209
Унікальний знімок обсерваторії ALMA, на якому зафіксовані кільця у зоряному пилі навколо молодої зорі AS 209. Джерело: ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / D. Fedele et al.

Тим більш складним видається питання про те, чи був цей пил з самого початку у складі “сонячної” хмари, чи його принесло сюди з міжзоряного простору. Подібного пилу майже не залишилося у внутрішніх областях Сонячної системи, не кажучи вже про саму Землю. Усі частинки, які тут колись були, вже зіткнулися з чимось, розплавилися, вступили у хімічну реакцію, стали гірськими хребтами та живими організмами.

Досі основними джерелами вивчення пилу, з якого утворилися планети Сонячної системи, були комети. Вони прилітають до нас з околиць Сонячної системи, що не зазнали значних температурних та електромагнітних впливів. Тож дослідження спектрів хвостів комет із Землі, а також дослідження самих часток, які тим чи іншим чином потрапляли до рук науковців, дало змогу виділити у частинках цього прадавнього пилу кілька компонентів.

Зоряний пил
Частинка космічного пилу в електронному мікроскопі, ймовірно, кометного походження. Джерело: Hope Ishii

Найцікавішими виявилися так звані частинки СВМС – скла з включеннями металів та сульфідів (GEMS, glass with embedded metal and sulfides), які були неорганічною складовою протопланетного диска. Серед них досить рідко, але траплялися, зовсім вже дивні частинки так званих а-силікатів, які мали незвичний для Сонячної системи ізотопний склад.

Внесок Кассіні

Велика група вчених опублікувала дослідження, присвячене саме цим часткам міжзоряного походження. Крім вже відомих до того часу досліджень пилу, у розпорядженні вчених були дійсно унікальні дані, отримані в Аналізаторі космічного пилу – дослідницькому приладі, який півтора десятка років працював на борту космічного апарата “Кассіні”, що досліджував систему Сатурна.

Вченими запропонували нову модель утворення часток пилу, згідно з якою перше покоління СВМС народилося у міжзоряному просторі. Воно будо багатим на магній і під впливом опромінення, механічних зіткнень, дії жорсткої радіації від спалахів нових поступово фрагментувалося. Під час цього процесу до їхньої структури потрапляли включення металів нанометрового розміру.

Потім частинки першого покоління потрапили до більш гарячої, у порівнянні з міжзоряним простором, протопланетної хмари навколо Сонця. Після того, як протопланетна хмара почала стискатися, у ній почали кристалізуватися власні силікатні частинки. Вони сплавлялися з СВМС першого покоління та утворювали друге покоління частинок. При цьому невластивий Сонячній системі ізотопний склад поступово втрачався.

Органічна та неорганічна складові космічного пилу. Джерело: Lawrence Livermore National Laboratory

Що ж до органічної складової протопланетного пилу, схоже, що вона також значною частиною потрапила до нас ззовні. При цьому вуглецеві частинки, перед тим, як утворити єдиний комплекс з неорганікою, зазнали значного нагріву.

В цілому вчені визнають, що їхнє дослідження ще не завершене. Скільки ж загалом було поколінь частинок протопланетного пилу, та в яких умовах вони утворювалися, достеменно невідомо. Однак вже зараз можна говорити про те, що цей процес виявився значно складнішим, ніж досі вважалося.

Залишається найцікавіше питання – наскільки ж складні сполуки можуть утворюватися не лише на планетах, але й взагалі, за межами зоряних систем. Цілком можливо, що ми помилково вважали космос порожнім. Міжзоряний простір може бути наповненим різними цікавими речами, про які ми досі не маємо жодного уявлення.

Proceedings of the National Academy of Sciences (2018), doi: 10.1073/pnas.1720167115

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

10 Shares:
Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Перегляньте також
NGC 1052-DF2
Далі

Галактика без темної матерії: нова знахідка Габбла виходить за межі теорії

Використовуючи космічний телескоп Габбл та наземні інструменти, астрономи натрапили на “унікальний астрономічний об’єкт” – галактику, яка практично не містить…