Протоземля сформировалась всего за пять миллионов лет

Новое исследование Центра формирования звезд и планет (StarPlan) при Институте Globe Копенгагенского университета показывает, что предшественница нашей планеты, протоземля, сформировалась примерно за пять миллионов лет. В астрономическом масштабе это чрезвычайно быстро. Если сравнить предполагаемые 4.6 миллиарда лет существования Солнечной системы с 24-часовым периодом, то протоземля образовалась примерно за полторы минуты.

Эти результаты противоречат традиционной теории, согласно которой протоземля формировалась в результате случайных столкновений все более крупных планетарных тел на протяжении десятков миллионов лет (что эквивалентно 5–15 минутам в 24-часовой модели). Вместо этого новые данные подтверждают альтернативную теорию формирования планет путем аккреции космической пыли. Ведущий автор исследования, доцент Мартин Шиллер, объясняет: «Мы начинаем с пыли, по сути. Объекты размером в миллиметр, все вместе, выпадают на растущее тело и создают планету за один раз».

Ключом к открытию стали самые точные на сегодняшний день измерения изотопов железа. Изучив изотопный состав этого металла в различных метеоритах, ученые обнаружили, что состав Земли схож только с одним типом метеоритного материала — так называемыми CI-хондритами. Пыль в этих хрупких метеоритах считается лучшим аналогом общего состава Солнечной системы. Именно такая пыль вместе с газом, поступавшим через околозвездный аккреционный диск, формировала растущее Солнце. Этот процесс длился около пяти миллионов лет, и из материала этого диска образовались планеты.

Исследователи установили, что железное ядро протоземли сформировалось уже в этот период, удалив раннее аккрецированное железо из мантии. «Если бы формирование Земли было случайным процессом простого столкновения тел, вы никогда бы не смогли сравнить железный состав Земли только с одним типом метеорита. Вы бы получили смесь всего», — добавляет Мартин Шиллер.

Основываясь на этих доказательствах, ученые полагают, что аналогичный процесс может происходить и в других частях Вселенной, а значит, планеты в целом могут формироваться гораздо быстрее. Это предположение подтверждается тысячами экзопланет, обнаруженных с середины 90-х годов. Соавтор исследования, профессор Мартин Биззарро, отмечает: «Теперь мы знаем, что формирование планет происходит повсюду. Когда мы понимаем эти механизмы в нашей собственной Солнечной системе, мы можем делать аналогичные выводы о других планетных системах в галактике, в том числе о том, когда и как часто происходит аккреция воды». Он добавляет, что если теория ранней планетарной аккреции верна, то вода, вероятно, является просто побочным продуктом формирования такой планеты, как Земля, что повышает вероятность обнаружения ингредиентов жизни в других частях Вселенной.