Одни из древнейших метеоритов в Солнечной системе — хондриты — образовались около 4,5 миллиарда лет назад. Считалось, что формировались они в крайне неспокойных условиях, однако результаты нового исследования опровергли эту гипотезу. Открытие может привести к пересмотру нынешнего представления о формировании планет в нашей звездной системе.
Тонкий срез обычного хондрита / © Connolly Jr and Jones, 2016 (DOI: 10.1002/2016JE005113)
Такие экстремальные условия в ранней Солнечной системе, как плавление и последующая аккреция пылевых частиц при температурах около 1727 °C, привели к формированию хондр — шарообразных капель затвердевшего расплавленного силикатного вещества. Эти округлые образования размером примерно 0,5-1 миллиметр затем соединялись и образовывали астероиды.
При этом основным строительным элементом хондритов считаются хондрулы — крошечные округлые частицы, сформировавшиеся из расплавленного вещества в протопланетном диске. Поскольку в них представлены элементы, соответствующие химическому составу фотосферы Солнца, эти древние метеориты помогают ученым больше узнать о процессах зарождения планет. Например, ранее Naked Science рассказывал о метеорите, который откололся от древней протопланеты старше Земли.
Внимание астрономов также привлекает причудливая форма и внутренние трещины этих небесных тел. Традиционно их объясняли столкновениями с другими объектами на высоких скоростях, однако результаты нового исследования, представленного в журнале Earth and Planetary Science Letters, показали, что для формирования хондритов высокоэнергетические столкновения не нужны.
Команда ученых под руководством Энтони Сере (Anthony Seret) и Гая Либуреля (Guy Libourel) из Обсерватории Лазурного берега (Франция), выяснила, что медленное «созревание» хондритов могло происходить при умеренных температурах в условиях низкой турбулентности, что существенно меняет нынешние представления о формировании планет.
Применив компьютерное моделирование ученые продемонстрировали, что деформация хондр и возникновение трещин наблюдались при низких скоростях столкновений и температуре около 727 °C. Более того, трещины (даже в пределах одной хондры) возникали и при более низких температурах в амплитуде теплового расширения при нагреве и сжатия при остывании между аморфными и кристаллическими компонентами. Внешний удар при этом не требовался.
Исследователи заключили, что первый механизм — пластическая деформация при высоких температурах — характерен для формирования обычных хондритов (содержат до 90 процентов хондр), а второй — самопроизвольное возникновение трещин при охлаждении — свойствен углеродистым хондритам (в них доля хондр варьируется от 20 до 50 процентов).
Это означает, что обычные хондриты образовались путем слияния множества все еще пластичных хондр, в то время как углеродистые хондриты возникали при более низких температурах когда хондры становились хрупкими, растрескивались сами по себе и не успевали срастись. Авторы научной работы отметили, что в описанных ими условиях могли формироваться не только метеориты, но и другие каменистые объекты ранней Солнечной системы.
Полученные результаты предлагают по-новому взглянуть на формирование хондритов, дополняя существующие представления, основанные преимущественно на химическом анализе. Открытие также подтверждает ранее высказанные предположения о формировании древних небесных тел в менее турбулентных условиях.
