Астрономи розкрили головний секрет народження Землі і інших планет

9


Спостереження за околицями Сонячної системи допомогли астрономам зрозуміти, як дрібна космічна «галька» слепливается і перетворюється у відносно великі зародки планет. Це відкриття допоможе розкрити історію формування Землі і знайти її «кузин» біля інших зірок, пишуть вчені в журналі Nature Astronomy.
«В Сонячній збереглося величезне число артефактів, здатних розкрити таємниці народження планет. Їх дуже важко розшифрувати, однак спільна робота теоретиків і спостерігачів дозволила нам зрозуміти, як починається і закінчується процес формування їх зародків», — зазначив Девід Несворны (David Nesvorny) з Південно-Західного дослідницького інституту в Боулдері (США).
Сьогодні у вчених майже немає сумнівів у тому, що планети починають своє народження всередині плоского газопилового диска, заповненого дрібними частинками пилу і щільними клубами газу, а їх формування закінчується у ході серій сутичок планетизималей – «зародків» планет розміром з Весту або Цереру, а також великих комет і астероїдів.
«Посередині» між ними зяє теоретична порожнеча – поки планетологи не прийшли до єдиної думки щодо того, що відбувається після слепления одиничних зерен пилу у відносно невеликі грудки розміром в сантиметр. Існує кілька різних теорій, перевірка яких була неможлива до останнього часу.
Відповідь на цю загадку планетологи намагаються знайти двома шляхами – спостерігаючи за новонародженими планетними системами за допомогою мікрохвильових телескопів, і вивчаючи зерна пилу, що збереглися в надрах комет з часів народження Землі. Перші дослідження такого роду були проведені в 2014 і 2015 роках зондом «Розетта» і спущеним модулем «Філа», скинутий на поверхню комети Чурюмова-Герасименко в листопаді 2014 року.
Несворны і його колеги з’ясували, що відповідь на це питання можна знайти ще в одному місці – на околицях Сонячної системи, де мешкає безліч карликових планет. Деякі з них обертаються в протилежному напрямку по відношенню до Землі й іншим планетам, або ж їх орбіти нахилені під великим кутом до «млинця» нашою планетою сім’ї.
До того ж, багато з них опинилися не поодинокими, а подвійними малими небесними тілами , чиї «половинки» або обертаються одна навколо одної на дуже невеликій відстані, або ж стикаються. Саме так влаштована карликова планета Ультіма Туле, «плоский світ», який нещодавно вивчив зонд New Horizons.
Подібні властивості абсолютно не характерні для «великих» світів нашої планетної сім’ї і вони, як показали розрахунки американських планетологів, можуть відображати у собі те, як формувалися перші планетизимали.
Наприклад, багато вчених припускають, що «зародки» планет зародилися завдяки тому, що протопланетный диск був неоднорідним за своєю структурою. Всередині нього містилися як щодо розріджені, так і щільні ділянки, де пилу, газу і космічного «гальки» було більше.
Ці неоднорідності і породжувані ними аеродинамічні сили будуть примушувати інші частинки матерії збиватися в купи в подібних точках, що швидко призводить до формування досить великих планетизималей. Майже всі з них, як показали розрахунки Несворны і його колег, будуть об’єднані в пари, причому вони будуть обертатися один навколо одного в тому ж напрямку, як і навколо Сонця.
Керуючись цією ідеєю, автори статті простежили за рухом декількох десятків подвійних карликових планет, використовуючи орбітальну обсерваторію «Хаббл» і наземний телескоп Кека на Гавайських островах. Виявилося, що більше 80% об’єктів було влаштовано так, як передбачала ця теорія, що свідчить на користь її справедливості.
Як сподіваються вчені, нові порції даних, які New Horizons передасть на Землю в найближчі місяці і роки, допоможуть їм уточнити ці викладки і розкрити нові таємниці народження зародків планет.