Когда-то у Солнца были кольца, как у Сатурна

Это не позволило Земле вырасти до размеров «суперземли».

Согласно новому исследованию, до того, как появились Земля и другие планеты в Солнечной системе, Солнце могло быть окружено гигантскими кольцами пыли, подобными кольцам Сатурна.

Ученые полагают, что эти кольца пыли могли помешать нашей планете превратиться в «суперземлю» — тип планеты, которая примерно в два раза крупнее Земли и в 10 раз больше ее по массе. Ранее астрономы обнаруживали «суперземли» возле примерно 30 процентов солнцеподобных звезд в нашей Галактике.

Начать это исследование астрофизика из Университета Райса в Хьюстоне Андре Изидоро побудил вопрос: «почему, если „суперземли“ являются обычным явлением для звездных систем, подобных нашей, в Солнечной системе их нет?».

Чтобы выяснить это, Изидоро и его коллеги создали компьютерную имитационную модель формирования Солнечной системы, которая возникла из облака пыли и газа, известного как солнечная туманность. 

Инфографика, объясняющая, как три различных кольца, образующих планетезимали, могли образовать планеты и другие элементы Солнечной системыФото: Rajdeep Dasgupta

Моделирование показало, что новорожденное Солнце должны были окружать области высокого давления газа и пыли. Эти области высокого давления, вероятно, возникли, когда частицы двигались к Солнцу под действием его сильного гравитационного притяжения, нагревались и выделяли большое количество испаренного газа.

Вероятно, существовало три различных области, называемые «линиями сублимации», где твердые частицы испарялись в газ. На линии, ближайшей к Солнцу, или в самой горячей зоне, твердый силикат превратился в газ, на средней линии лед также нагревался достаточно, чтобы превратиться в газ, а на самой дальней линии в газ превращался монооксид углерода. 

Моделирование показало, что твердые частицы, такие как пыль, как бы врезались в эти «неровности» и накапливались там.

«Эффект скачка давления заключается в том, что он собирает частицы пыли, и поэтому мы видим кольца», – Андреа Изелла, соавтор исследования.

Если бы этих скачков давления не существовало, Солнце быстро поглотило бы частицы, не оставив никаких «семян» для роста планет. «Нужно что-то, чтобы остановить их, чтобы дать им время превратиться в планеты», – объясняет Изелла.

С возрастом газ и пыль, окружающие Солнце, остыли, а линии сублимации приблизились к Солнцу. Этот процесс позволил пыли накапливаться в планетезимали и превращаться в «семена» планет размером с астероид, которые затем могли собраться вместе, чтобы сформировать протопланеты и, позже, планеты.

В Солнечной системе могут прятаться межзвездные объекты

Согласно моделированию, ближайшее кольцо к Солнцу образовало планеты внутренней части Солнечной системы — Меркурий, Венеру, Землю и Марс. Среднее кольцо в конечном итоге стало планетами внешней Солнечной системы, а самое внешнее кольцо сформировало кометы, астероиды и другие небольшие тела в поясе Койпера, области за орбитой Нептуна.

Исследователи также обнаружили, что если бы они смоделировали замедленное формирование среднего кольца, то в Солнечной системе могли образоваться «суперземли».

«К тому времени, когда в этих случаях образовался скачок давления, большая масса уже вторглась во внутреннюю систему и была доступна для создания суперземель. Таким образом, время, когда образовался этот средний скачок давления, может быть ключевым аспектом Солнечной системы», — заключает Изидоро. 

Источник