В нашей Галактике наблюдают сотни молодых звезд, окруженных протопланетными дисками. Ученые пытаются понять, как в этих скоплениях газа и пыли рождаются новые миры. Сложилось представление о существовании в каждой системе «снеговой линии» — той границы, за пределами которой лед может стабильно и долго сохраняться на мелких твердых частицах. Соответственно, ближе к Солнцу этот лед уже должен испаряться.
Попытка определить эту границу создала интересный парадокс: в нашей Солнечной системе «снеговая» зона протопланетного диска должна была начинаться на расстоянии около трех астрономических единиц от звезды, то есть втрое дальше Земли и даже за орбитой Марса. Отсюда вопрос о том, как же тогда наша планета обзавелась своим водным изобилием. Напомним, что есть многочисленные геологические признаки существования океанов и у Марса в далеком прошлом.
В связи с этим в сценарий самых ранних событий в истории Солнечной системы пришлось ввести эпизод массовой миграции ледяных глыб из внешней части системы. Предполагалось, что сама наша планета формировались из «сухого» материала, но впоследствии ее осыпало множеством комет. Теперь выясняется, что Земля все же могла и без их помощи накопить в себе воду. Об этом ученые из Франции и Италии рассказали в недавней статье для The Astrophysical Journal Letters.
Они смоделировали протопланетный диск с учетом того, как меняется энергия связи молекул воды с пылевыми частицами в зависимости от расстояния от звезды. По мнению исследователей, даже у расположенных рядом пылинок эта связь с водой может различаться хотя бы потому, что сами частицы не могли не иметь разнообразных форм, быть по-разному сориентированы и так далее. Поэтому степень подверженности льда испарению тоже должна была быть не совсем одинаковой для всех частиц и распределяться по принципу гауссовой кривой — графика, который показывает возможные отклонения от самого вероятного среднего значения.
Это привело исследователей к выводу, что «снеговая линия» в протопланетном диске не такая жесткая и отчетливая граница, как предполагалось до сих пор: ближе к Солнцу вода действительно начинала испаряться, но не сразу и полностью, а постепенно. По расчетам, Земля оказалась в удачной «переходной зоне», где какая-то часть воды могла все же сохраняться.
Ученые отметили, что эта версия вполне объясняет наблюдаемое количество воды в различных метеоритах. К примеру, главными кандидатами на роль строительных блоков Земли считают энстатитовые хондриты, и немного воды в них до сих пор прослеживается.
По примерным оценкам, формирование нашего мира заняло несколько десятков миллионов лет. Теперь ученые полагают, что этого времени хватило, чтобы Земля накопила в себе будущий Мировой океан. Вклад комет, впрочем, на этом основании не исключается, но он, по мнению астрономов, был сравнительно невелик.