Формирование Солнечной системы в два этапа

Международная группа исследователей из Оксфордского университета, LMU в Мюнхене, ETH Zurich, BGI Bayreuth и Цюрихского университета обнаружила, что двухэтапный процесс формирования ранней Солнечной системы может объяснить хронологию и разделение летучих и изотопных компонентов в внутренняя и внешняя Солнечная система.


Их выводы будут опубликованы в Наука.

В статье представлена ​​новая теоретическая основа для формирования и структуры Солнечной системы, которая может объяснить несколько ключевых особенностей планет земной группы (таких как Земля, Венера и Марс), внешней части Солнечной системы (например, Юпитера) и состава астероидов и метеоритов. семьи. Работа команды основана на последних достижениях астрономии (а именно, наблюдений за другими солнечными системами во время их формирования) и метеоритики — лабораторных экспериментах и ​​анализах содержания изотопов, железа и воды в метеоритах и ​​объединяет их.

Предлагаемое сочетание астрофизических и геофизических явлений во время самой ранней фазы формирования Солнца и самой Солнечной системы может объяснить, почему внутренние планеты Солнечной системы маленькие и сухие с небольшим количеством воды по массе, в то время как внешние планеты Солнечной системы больше и влажные от много воды. Это объясняет летопись метеорита тем, что планеты образуются в два разных этапа. Внутренние протопланеты земного типа аккрецировались рано и были внутренне нагреты за счет сильного радиоактивного распада; это высушило их и отделило внутреннее, сухое от внешнего, влажного населения планеты. Это имеет несколько значений для распределения и необходимых условий формирования планет, подобных Земле, во внесолнечных планетных системах.

Численные эксперименты, проведенные междисциплинарной группой, показали, что относительные хронологии раннего начала и длительного завершения аккреции во внутренней Солнечной системе, а также более позднего начала и более быстрой аккреции внешних планет Солнечной системы можно объяснить двумя различными эпохами формирования: планетезимали, строительные блоки планет. Недавние наблюдения планетообразующих дисков показали, что средние плоскости дисков, в которых образуются планеты, могут иметь относительно низкий уровень турбулентности. В таких условиях взаимодействия между пылинками, внедренными в газовый диск диска, и водой вокруг орбитальной точки, где она переходит из газовой фазы в ледяную (линия снега), могут вызвать ранний всплеск образования планетезималей во внутренней части Солнечной системы, а затем еще один. и дальше.

Два различных эпизода формирования популяций планетезималей, которые в дальнейшем срастают материал с окружающего диска и посредством взаимных столкновений, приводят к различным геофизическим режимам внутренней эволюции формирующихся протопланет. Доктор Тим Лихтенберг из Департамента физики атмосферы, океана и планет Оксфордского университета и ведущий автор исследования отмечает: «Различные временные интервалы формирования этих популяций планетезималей означают, что их внутренний тепловой двигатель от радиоактивного распада существенно отличается. Планетезимали Внутренней Солнечной системы стали очень горячими, образовали внутренние магматические океаны, быстро сформировали железные ядра и дегазировали их исходное летучее содержание, что в конечном итоге привело к образованию сухих планет. Для сравнения, планетезимали внешней Солнечной системы сформировались позже и, следовательно, испытали значительно меньший внутренний нагрев и, следовательно, ограниченное образование ядра железа и высвобождение летучих.

Таким образом, рано сформировавшаяся и засушливая внутренняя Солнечная система и сформировавшаяся позднее и влажная внешняя Солнечная система на самом раннем этапе своей истории пошли двумя разными эволюционными путями. Это открывает новые возможности для понимания происхождения самых ранних атмосфер планет земного типа и места Солнечной системы в контексте экзопланетной переписи населения в галактике ».

Это исследование было поддержано фондом Simons Collaboration on the Origins of Life, Швейцарским национальным научным фондом и Европейским исследовательским советом.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments