Современная картина Солнечной системы общеизвестна: восемь планет, вращающихся в одной плоскости вокруг Солнца. Но миллиарды лет назад всё было иначе.

Прежде считалось, что ранняя Солнечная система напоминала концентрические круги, подобно мишени для дротиков, из скопления материала, вращающегося вокруг Солнца. Однако недавнее исследование группы учёных опровергает эту теорию, предлагая новую модель: модель ранней Солнечной системы в форме пончика.

Формирование Солнечной системы началось около 4,6 миллиарда лет назад с сжатия вращающегося облака пыли и газа. Эта туманность впоследствии превратилась в наше Солнце, но остатки материи продолжили хаотично вращаться, постепенно конденсируясь в планеты и астероиды. Пространство, где происходил этот процесс, известно как протопланетный диск.

Исследователи изучают протопланетные диски в других областях Вселенной, наблюдая за их концентрическими кольцами материала. По этой аналогии предполагалось, что и наша Солнечная система формировалась таким же образом.

Источник: DALL-E

Однако исследование железных метеоритов, проведённое учёными Калифорнийского университета, открыло удивительные улики, указывающие на иную картину. Железные метеориты образовались из металлических ядер древних астероидов и хранят в себе ценную информацию о ранних стадиях развития Солнечной системы.

В метеоритах исследователи обнаружили высокое содержание тугоплавких металлов, таких как иридий и платина, которые в изобилии присутствовали во внешнем диске протопланетной системы.

Необычный состав железных метеоритов поставил учёных в тупик. Тугоплавкие металлы, обнаруженные во внешнем диске, не могли образоваться в таких холодных областях. В модели, похожей на мишень для дротиков, эти металлы не могли «перепрыгнуть» через кольца.

Исследователи выдвинули новую гипотезу: протопланетный диск напоминал по форме пончик. В этой модели тугоплавкие металлы могли свободно перемещаться наружу по мере расширения диска.

Однако возникла новая проблема. Гравитация Солнца должна была притянуть тяжёлые металлы обратно к себе в течение миллиардов лет. Но этого не произошло.

«После формирования Юпитера он, вероятно, открыл физический разрыв, который запер иридий и платиновые металлы во внешнем диске и предотвратил их возвращение к Солнцу», — заявил планетолог Бидун Чжан, планетолог из Калифорнийского университета и ведущий автор исследования по анализу метеоритов.

Железный метеорит из Галереи метеоритов Калифорнийского университета. Источник: UCLA Meteorite Gallery 

«Эти металлы позже были включены в астероиды, образовавшиеся во внешнем диске. Это объясняет, почему метеориты, образовавшиеся во внешнем диске, — углеродистые хондриты и углеродистые железные метеориты — имеют значительно более высокое содержание иридия и платины, чем их аналоги во внутреннем диске», —  добавил Чжан.

Таким образом родилась новая теория, которая предполагает, что наша Солнечная система когда-то была пончикообразным протопланетным диском, богатым тяжёлыми металлами. Постепенно она эволюционировала в многопланетную систему, которую мы наблюдаем сегодня.

Подробнее на iXBT