Астероиды ранней Солнечной системы были грязевыми — Naked Science
17.07.2017
6 минут
Редакция
78

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.

ast0

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

 

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.

Позавчера, 12:17
23 минуты
Редакция

Возраст планеты, на которой мы живем, – примерно 4,54 миллиарда лет. И большую часть этого времени она была совершенно не похожа на ту Землю, которую мы знаем. Даже самые экзотические планеты за пределами Солнечной системы, возможно, не столь интересны, как наша родная в некоторые моменты ее истории. Наденем скафандр, сядем в машину времени – и представим себя инопланетными путешественниками, посетившими нашу систему в ее ранние времена.

9 часов назад
1 минута
Илья Ведмеденко

В Соединенных Штатах провели церемонию спуска на воду USS Cooperstown (LCS 23) — корабля прибрежной зоны Littoral Combat Ship типа Freedom. В скором времени он пополнит состав ВМС США.

9 часов назад
34 минуты
Александр Березин

SpaceX рассчитывает к 2050 году создать на Марсе колонию на миллион человек. Звучит абсурдно: осталось всего 30 лет, а до первого полета на Марс еще многие годы. Некоторые ученые, включая российских, считают планы Маска «фантазией» и «пропагандой». Тем не менее сама по себе постройка миллионной колонии на Красной планете вполне реальна. Разберемся, почему и отчего в это так трудно поверить остальному миру.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: