Земля могла образоваться благодаря взрыву звезды рядом с рождавшейся Солнечной системой

Земля, возможно, обязана некоторыми своими свойствами близкой звезде, взорвавшейся как раз в момент формирования Солнечной системы. Сценарий, при котором сверхновая окутала Солнце пузырем вещества и облучила его космическими лучами, может оказаться обычным для всей Галактики. Это означает, что планет, похожих на Землю, может быть гораздо больше, чем считалось ранее.

Анализ древних метеоритов показывает, что в ранней Солнечной системе присутствовали короткоживущие радиоактивные изотопы. Тепло от их распада испарило огромные объемы воды с космических камней и комет, которые впоследствии слились, образовав Землю. В итоге это обеспечило планете подходящее количество воды для зарождения жизни.

Однако оставалось неясным, как именно эти элементы попали в Солнечную систему. Обычно они образуются при вспышках сверхновых, но моделирование близких взрывов не дает таких соотношений радиоактивных элементов, которые, судя по составу метеоритов, присутствовали в молодой системе. Еще одна проблема в том, что взрыв звезды, случись он поблизости, разрушил бы хрупкую раннюю Солнечную систему еще до формирования планет.

Два этапа

Японские ученые предположили, что катаклизм мог случиться чуть дальше. Тогда сверхновая обеспечила бы все необходимые радиоактивные ингредиенты для Земли, не нарушив при этом процесс планетообразования.

Свою модель они описали в Science Advances. По этому сценарию сверхновая на расстоянии около трех световых лет от Солнечной системы могла произвести нужные элементы в два этапа. Некоторые из них, например радиоактивные алюминий и марганец, образовались непосредственно внутри звезды, а затем достигали протопланетного диска на ударных волнах взрыва. Другие, такие как бериллий и кальций, синтезировались уже на месте под воздействием бомбардировки высокоэнергетическими частицами — космическими лучами, испущенными сверхновой.

«Предыдущие модели формирования Солнечной системы рассматривали только прямое попадание вещества. Я понял, что мы игнорируем высокоэнергетические частицы, и подумал: "А что, если молодая Солнечная система просто попала под ливень из частиц?"» — говорит астрофизик Савада Рё из Токийского университета.

Поскольку этот процесс работает при более далеком расположении сверхновой, чем предполагалось в прежних работах, таким способом, по оценке исследователей, радиоактивными элементами могли быть «засеяны» от 10% до 50% солнцеподобных звездных и планетных систем, что привело к формированию планет с земным уровнем содержания воды. По словам Савады, для прежних моделей с близкими сверхновыми такой «удар» был «как выигрыш в лотерею». Но если отодвинуть сверхновую дальше, это означает, что «рецепт создания Земли — отнюдь не редкая случайность, а универсальный процесс, происходящий по всей Галактике».

Тонкий баланс

«Подход действительно новаторский, потому что найден тонкий баланс между разрушением и созиданием. Тут важны и состав элементов, и правильное расстояние», — заметил астрофизик Козимо Инсерра из Кардиффского университета.

Если этот механизм верен, он может помочь в будущих поисках планет земного типа с помощью будущих телескопов, таких как «Обсерватория обитаемых миров» НАСА. По мнению Инсерры, следует искать останки древних сверхновых и звездные системы, которые были рядом с ними во время взрыва.