Ученые из Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка выяснили, что область сразу за орбитой Юпитера могла быть одной из главных «фабрик» по формированию планетезималей — строительных блоков планет и астероидов. Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal (AstroJournal).
Около 4,6 млрд лет назад молодое Солнце было окружено диском газа и пыли. Постепенно пылевые частицы сталкивались и слипались, образуя все более крупные тела — планетезимали, из которых позже сформировались планеты и астероиды.
Исследователи смоделировали процессы, происходившие через 2–4 млн лет после рождения Солнечной системы. К этому времени Юпитер уже сформировался и очистил пространство вдоль своей орбиты, создав разрыв в газопылевом диске. Сразу за ним возникла область повышенного давления газа — своеобразная «ловушка», где начали скапливаться частицы пыли и так называемая космическая «галька».
По расчетам ученых, именно эта зона оказалась идеальным местом для рождения планетезималей.
«Разные типы планетезималей, по-видимому, формировались в одной и той же области раннего газопылевого диска, но в разное время. Область сразу за орбитой Юпитера обеспечивала для этого превосходные условия», — пояснила руководитель исследования Йоанна Дронжковска.
Результаты моделирования также совпали с данными по углеродистым хондритам — древним метеоритам, которые считаются остатками первых планетезималей. Эти метеориты содержат вещество, практически не изменившееся со времен формирования Солнечной системы.
Ученые показали, что в «пылевой ловушке» за Юпитером постепенно менялось соотношение двух типов вещества: хрупкого мелкозернистого материала и более плотных фрагментов, образовавшихся раньше в горячих областях системы. Со временем это привело к появлению нескольких поколений планетезималей с разным составом.
Первые изменения начались примерно через 500 тыс. лет: количество рыхлого материала сначала уменьшилось, а затем снова выросло в течение следующего миллиона лет. Позже в этой области появились две отдельные популяции космических тел — одна с преобладанием хрупкого вещества, другая — более плотного.
Авторы считают, что за орбитой Юпитера могли формироваться не только предшественники углеродистых хондритов, но и другие типы метеоритов, возникшие еще раньше.
«Есть убедительные свидетельства того, что пылевые ловушки были предпочтительным местом рождения планетезималей в нашей Солнечной системе», — отметила Дронжковска.
Ранее физики нашли возможный след темной материи в столкновении черных дыр.
