Сатурн и Юпитер сформировали планеты

Группа французских и американских астрофизиков во главе с Дэвидом О'Брайаном из Института планетологии города Тусон пришла к выводу, что движение Сатурна и Юпитера в направлении Солнца оказало решающее влияние на формирование планет. Если бы не эти газовые гиганты, утверждают ученые, то сегодня Солнечная система, возможно, выглядела бы по-другому.

Как считают современные исследователи, Солнечная система начала формироваться около 4,6 миллиарда лет назад. Толчком к этому стал гравитационный коллапс небольшой части гигантского межзвездного молекулярного облака. При этом из большей части вещества образовалась звезда — Солнце, а из меньшей — вращающийся протопланетный диск. Из последнего впоследствии и возникли планеты, их спутники, астероиды и другие объекты.

Ранее считалось, что Солнечная система практически не менялась с момента своего формирования — в частности, орбиты планет оставались почти неизменными. Однако в конце ХХ — начале XXI столетия наука изменила свою точку зрения. Было выдвинуто предположение, что на заре своего существования планеты и малые тела выглядели совсем не так, как в наше время.

Так, недавно специалисты из Лондонского Имперского колледжа нашли доказательство тому, что первоначально тела Солнечной системы были рыхлыми, а твердую структуру приобрели по мере налипания на них пылевых частиц и в результате многочисленных столкновений друг с другом.

Ученые в лабораторных условиях исследовали структуру метеорита из семейства хондритов. Известно, что их состав практически аналогичен химическому составу Солнца, так как они образовались из окружающего светило протопланетного газопылевого облака посредством конденсации вещества и аккреции пыли в процессе нагревания. По мнению исследователей, именно из хондритов сформировались ядра всех твердых небесных тел.

Проведя при помощи метода дифракции отраженных электронов микроанализ состава "гостя", прибывшего на Землю из пояса астероидов, расположенного между Марсом и Юпитером, ученые выяснили, что кристаллические частицы пыли, "налипшие" на метеоритное ядро в процессе роста, покрывают его равномерно, и нигде не просматривается уплотнений, которые должны были возникнуть при соударении с другими объектами. Следовательно, изначально небесные тела не были твердыми, но постепенно уплотнялись, взаимодействуя друг с другом.

А как же другие параметры — например, масса, объем или форма орбиты? Исследователи из группы О'Брайана смоделировали процесс эволюции протопланетного диска на компьютере. Модель показала, что в процессе формирования Солнечной системы Юпитер и Сатурн неоднократно меняли свои орбиты.

На одном из этапов двум газовым гигантам удалось приблизиться к светилу на расстояние чуть больше 1 астрономической единицы. Далее же под воздействием гравитации они стали вновь постепенно удаляться от Солнца до тех пор, пока их орбиты не стабилизировались. Скажем, сейчас расстояние между Солнцем и Юпитером составляет 5,2 астрономических единицы.

"Миграция" газовых гигантов к Солнцу повлияла и на другие планеты. К примеру, масса и объем Марса, который считается планетой земного типа, оказались значительно меньше, чем у Земли и Венеры. Это объясняется тем, что, в отличие от них, он был сформирован из тел, выброшенных за пределы протопланетного диска в результате гравитационных возмущений, вызванных передвижениями тех же Юпитера и Сатурна.

"Революция", устроенная газовыми гигантами, коснулась не только крупных планет, но и астероидов. Так, ученые пришли к выводу, что пояс астероидов между Марсом и Юпитером (откуда, кстати, прибыл упомянутый выше метеорит) обязан своим составом и очертаниями именно взаимодействию с Юпитером и Сатурном. Они "изъяли" часть космических тел из зоны протопланетного диска, а также способствовали образованию астероидов класса C (к нему относятся астероиды с большим содержанием углерода). Это объясняет не только наличие в астероидном поясе "легких" и "тяжелых" объектов, но и присутствие на Земле огромных запасов воды — по мнению ученых, поскольку вода является летучим соединением, она не должна присутствовать на планетах земной группы в таких количествах.

"Результаты моделирования потрясают воображение, — комментирует один из участников проекта Кевин Уолш. — Эксперимент показывает, что теории миграции Юпитера не только не противоречат существованию пояса астероидов, но и позволяют объяснить некоторые свойства пояса, которые мы не могли понять до этого".

Ирина Шлионская