Астероиды ранней Солнечной системы были грязевыми

Ученые предполагают, что астероиды Солнечной системы проходили через долгие этапы полужидкого состояния, которые позволили им сохранить первоначальный состав и превратиться в камень.

1 446
Выбор редакции

Мы привыкли к тому, что астероиды – тела твердые, сложенные из железа и минералов. Но так было не всегда: в молодой Солнечной системе молодые астероиды, включавшие воду и пыль, еще не образовали соответствующие твердые соединения, а интенсивная радиация долго поддерживала их в таком состоянии «липкой грязи». К такому выводу пришли Филип Бланд (Philip Bland) и Брайан Трэвис (Bryan Travis); их работу публикует журнал Science Advances, и она позволяет объяснить некоторые важные нюансы состава современных астероидов, а также их отличия от комет.

 

Метеориты являются одним из основных источников наших данных о составе ранней Солнечной системы. Состав угольных хондритов практически идентичен составу самого Солнца – если «вычесть» из него водород и кислород, то прочие элементы будут присутствовать в точно том же соотношении. Недаром считается, что они образовались из того же газопылевого облака, что и звезда, и планеты, но претерпели с тех пор гораздо меньше изменений. С другой стороны, минеральный состав хондритов говорит, что формирование шло в присутствии воды и при сравнительно низких температурах, около 150 °С.

 

В случае крупных астероидов, диаметр которых начинается с десятков километров (а таких в ранней Солнечной системе было еще больше, чем сегодня), это создает проблему. Дело в том, что распад содержащихся в них радиоактивных элементов должен создавать достаточно тепла для того, чтобы астероиды нагревались выше температур, при которых идет образование нужных минералов. Для объяснения этого парадокса выдвинут ряд гипотез – например, согласно одной из них, первоначально астероиды были «пористыми», что обеспечивало потерю воды через капилляры и быструю отдачу избытков тепла. Однако в этом случае с водой шла бы и потеря растворенных в ней веществ, и тогда содержание элементов в астероиде изменилось бы.

 

Бланд и Трэвис предложили иную схему, которая готова решить эти трудности. По их предположению, ранние астероиды еще не были твердыми: тепло радиации поддерживало их в состоянии, напоминающем огромные, многокилометровые комки густой грязи. Моделирование показало, что взвешенные в такой среде твердые частицы сохраняют свой состав нетронутым. При этом за счет конвективного перемешивания тепло отдается достаточно интенсивно, и температура «грязевого астероида» остается достаточно низкой. Постепенно он остывает, превращаясь в такой астероид, каким мы знаем его сегодня.

 

Результат симуляции тепловых градиентов «грязевого» астероида радиусом 100 км: 3,5 млн лет после формирования и 2,4 млн лет после таяния льда, вызванного собственной радиацией. Полужидкая конвективная мантия покрыта ледяной корой / ©Bland & Travis, 2017

Результат симуляции тепловых градиентов «грязевого» астероида радиусом 100 км: 3,5 млн лет после формирования и 2,4 млн лет после таяния льда, вызванного собственной радиацией. Полужидкая конвективная мантия покрыта ледяной корой / ©Bland & Travis, 2017

 

По словам ученых, такая картина объясняет и важное различие между современными астероидами и кометами. В отличие от первых, кометы в подавляющем большинстве своем находятся дальше от Солнца, более рыхлые и содержат больше водного льда. Бланд и Трэвис считают, что все дело в их происхождении: кометы сформировались позднее, когда в Солнечной системе почти не осталось «свободных» радиоактивных веществ. Даже самые крупные из них не могут растопить себя, обеспечив условия для превращения в каменистые твердые тела.

1 446

Комментарии
Аватар пользователя Netbook
Вчера
Не пишут в России заголовки новостей, начинающиеся с "...
Аватар пользователя Дмитрий Сливкин
Вчера
Класс! Надо беречь красоту


Аватар пользователя Евгений Зиновьев
Вчера
Вау, ты чего куришь то, дядя? Такого отборного...
Комментарии

Быстрый вход

или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Вы сообщаете об ошибке в следующем тексте:
Нажмите Отправить ошибку