ЗВЁЗДНЫЙ ЛЁД: НОВЫЕ ПОНИМАНИЯ ВЫДЕЛЕНИЯ МАТЕРИИ СУПЕРНОВ
Звезды и планеты являются неотъемлемой частью нашего существования, и их происхождение — важная тема для астрофизиков. Недавние исследования под руководством Мартина Биззарро из Копенгагенского университета бросают новый свет на то, как вещества, образовавшиеся в мощных взрывах супернов, попадают на планеты, в том числе и на Землю.
Советский астроном Карл Саган сказал: «Мы все состоим из звездной материи». Однако он не уточнил, как именно это произошло. Считалось, что молекулы, которые составляют нас, появились в результате взрывов супернов и были доставлены на Землю в виде звездной пыли. Однако новая работа Биззарро показывает, что значительная часть этой материи захватывается в виде льда, когда она движется через межзвездную среду.
КЛЮЧЕВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ИЗУЧЕНИЕ МЕТЕОРИТОВ
Центральным элементом новых исследований является цирконий — не самый привычный объект для космохимии. Однако его изотоп Zr-96 образуется исключительно в результате взрывов супернов. Изучая метеориты, команда Биззарро искала доказательства присутствия Zr-96.
Для этого они взяли образцы различных типов метеоритов и обработали их слабыми растворами уксусной кислоты. Это позволило растворить все водосодержащие материалы, сохранив при этом «каменные» зерна метеорита. Измеряя концентрации Zr-96 в растворе и остатках, они обнаружили, что уровень Zr-96 в растворенных частях часто превышал уровень в твердых остатках в 5000 раз.
Импликации для модели формирования планет
Эти результаты подтверждают, что лед мог служить основным транспортным механизмом для остатков супернов. Взрыв супернов не только выбрасывает звездную пыль, но и создает атомизированные частицы, которые внедряются непосредственно в ледяные кометы.
Это открытие имеет серьезные последствия для моделей формирования планет. Планеты, находящиеся ближе к своим звездам, теряют большие объемы ледяных частиц, содержащих остатки супернов. Поэтому Земля, Венера и Меркурий отличаются низким содержанием изотопов супернов, в то время как более удаленные планеты, такие как Нептун и Уран, намного богаче на эти изотопы.
Научные выводы статей Биззарро также имеют значение для понимания образования Земли. Если бы Земля образовалась из астероидов, столкновения которых привели бы к высокой концентрации Zr-96, текущие данные указывают на то, что это не так. Скорее всего, Земля возникла в процессе аккреции мелких ледяных частиц, что объясняет низкий уровень Zr-96.
ДИВЕРСИФИКАЦИЯ УРОВНЕЙ ИЗОТОПА И РАВНОМЕРНОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ
Дополнительным открытием явилось изучение кальций-алюминиевых включений (CAIs), которые являются одними из самых древних материалов в Солнечной системе. Исследуя CAIs в метеоритах, ученые заметили значительную вариабельность уровней Zr-96. Это может указывать на существование различных сред, в которых образовывались эти материалы, в разных частях протопланетного диска.
Если Zr-96 был удален из частиц пыли в раннем аккреционном диске, это могло создать стратифицированную структуру, где легкие газовые частицы поднимались в верхние слои диска, тогда как более тяжелые частицы оседали в его центре. Это открытие может привести к новому пониманию происхождения и разнообразия материалов в ранней Солнечной системе.
Заключение
Эти открытия поднимают важные вопросы о формировании планет и химии предшествующей планетарной эволюции. Хотя множество исследований еще предстоит провести, работа Биззарро уже сейчас имеет потенциал стать знаковой в научной литературе. И независимо от того, образовались ли звезды из льда или звездной пыли, концепция о том, что мы — это звездная материя, остается верной.
