Решена загадка химического состава комет

Решена загадка химического состава комет

 Александр Березин

Почему в составе льдистых комет обнаруживаются тугоплавкие частицы, образовавшиеся под действием высоких температур, которые не могли сформироваться далеко от Солнца? Ведь если бы кометы формировались в газопылевом облаке в областях, близких к светилу, они не могли бы состоять изо льда, который в таком случае просто испарился бы.

Астрофизики из Института Карнеги (США) провели моделирование возможных траекторий таких частиц в ранней Солнечной системе, до завершения процесса планетообразования. Конкретно их интересовали мелилиты и кальций-алюминиевые включения, часто обнаруживаемые как в кометах, так и некоторых метеоритах.

Протопланетный диск с изотермами через 105 лет после начала моделирования: частицы мелилитов распределены ещё относительно кучно. (Здесь и ниже иллюстрации Alan P. Boss et al.)

Для моделирования выбрали несколько сотен сантиметровых мелилитовых частиц и «поместили» в симулированный район их же формирования — горячую внутреннюю часть протопланетного диска, близкую к Солнцу. Масса диска была принята равной 5% от солнечной, с температурой, колеблющейся от 60 К с внешней стороны диска до 1 500 К с внутренней.

Через 205 лет распределение мелилитов резко изменилось: большая часть приблизилась к центру диска, а меньшая — отдалилась от него.

Вначале все частицы летали по круговой орбите, причём довольно тесно, однако со временем — всего за 205 лет — их траектории резко изменились. 80% сконцентрировались на удалении в 1 а. е. (нынешняя орбита Земли) от центра диска, ещё 10% были оттеснены на расстояние в 10 а. е., в район зарождения комет. Оставшиеся 10% принялись перемещаться от внешней границы диска к внутренней, постепенно теряя скорость и оставаясь либо в первой многочисленной группе, либо во второй.

Более того, оказалось, что такие частицы склонны к накапливанию на своей поверхности сторонних малых газопылевых частиц, со временем постепенно увеличиваясь в массе и размерах.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Подготовлено по материалам Института Карнеги.