Геохимики раскрыли, как из звездной пыли образовались планеты Солнечной системы
Пылинки, оставшиеся от погибших звезд, послужили затравками для конденсации первых твердых веществ в Солнечной системе, которые потом сложились в планеты, луны и астероиды. Непростой путь образования минералов из облака раскаленного газа проследили в Калифорнийском технологическом институте. Результаты исследования увидели свет в журнале Science Advances.
В начале 1969 года, всего за несколько месяцев до того, как астронавты «Аполлона» должны были доставить на Землю первые образцы лунных пород, над Мексикой взорвался метеорит Альенде. Разбросавший свыше двух тонн обломков, он по сей день остается крупнейшим из найденных на Земле примитивных метеоритов.
В 1980-х годах ученые из Чикагского университета, изучая сходные примитивные метеориты (то есть образовавшиеся на заре существования Солнечной смистемы 4,5 миллиарда лет назад), обнаружили микроскопические алмазные зерна, химический состав которых кардинально отличался от всего, что встречается в нашей Солнечной системе. Исследователи пришли к выводу, что эти минералы — остатки древней звезды, существовавшей и погибшей еще до рождения Солнца.
Звездная пыль — алмазная и не только
«В целом земные породы и метеоритное вещество довольно близки по составу и различаются лишь в мельчайших химических нюансах. Это изначально натолкнуло на мысль, что ранняя Солнечная система была просто смесью газов, где все формировалось из одних и тех же исходных материалов. Однако детальное изучение аномальных зерен в примитивных метеоритах выявило настолько разительные отклонения, что единственным объяснением остается их происхождение из иного поколения звезд — тех, что предшествовали нашему Солнцу. Это было первым убедительным доказательством того, что Солнечная система, возможно, не так уж однородна, как считалось», — говорит геохимик Рен Маркес, ведущий автор статьи.
После этого идентифицировали и другие типы пресолярных зерен. Все они выявлялись в богатой углеродом матрице примитивных метеоритов, то есть в областях, сформировавшихся при более низких температурах. До сих пор ни одного пресолярного зерна не находили в компонентах, образовавшихся в горячих зонах Солнечной системы.
После нескольких лет разработки новых методик с беспрецедентной точностью Маркес проанализировал крошечные фракции метеорита Альенде — так называемые кальций-алюминиевые включения (CAI). Они были самыми первыми твердыми телами, выпавшими в осадок из раскаленного протозвездного облака. В предыдущих исследованиях Маркес и соавторы показали, что в CAI тоже присутствуют изотопные следы звезд.
Новая работа эти предварительные выводы подтвердила. А самое главное, авторы подробно раскрыли роль звездной пыли: частично испаряясь в адском пекле, она как бы «заразила» своим составом газ облака, и таким образом образовала зародыши, вокруг которых конденсировалась твердая материя.
«Процесс зарождения кристаллов крайне затруднителен, если нет поверхности, на которой они могут расти. Без звездных пылевых зерен, нарушающих однородность газовой смеси, минералам требовалось бы очень много времени, чтобы сконденсироваться по мере остывания Солнечной системы. То, что пресолярные зерна служили затравками для этого раннего осаждения, решает проблему, которую космохимия до сих пор обходила стороной», — объясняет профессор Франсуа Тиссо, руководивший исследованием.
В будущем ученые намерены точно определить химический состав пресолярных зерен.
Зачем это все нужно
Професор ответил также на критику со стороны обывателей, которые не видят практической пользы в фундаментальных исследованиях, подобных этому. Разработанные Маркесом аналитические методики найдут применение в биомедицине — например, при анализе микроскопических образцов крови и тканей. Более того, в лаборатории Тиссо уже начат проект по адаптации схожих подходов для улучшения диагностики остеопороза.
