Первые твёрдые тела Солнечной системы формировались не из равномерно перемешанного вещества. К такому выводу пришли исследователи Йельского университета, изучив химические признаки, сохранившиеся в железных метеоритах. Результаты работы опубликованы 18 сентября в журнале Nature Astronomy, о чём сообщает ScienceDaily.
Учёные установили, что уже в течение первого миллиона лет после начала формирования Солнечной системы в планетезимали преимущественно включались хондры — миллиметровые каменные частицы, возникшие при высоких температурах. На долю матрицы, состоящей из холодной мелкозернистой пыли, водяного льда и органических веществ, приходилось лишь 8–17% исходного материала. Остальная часть была в основном представлена хондрами.
«Наша работа показывает, что этот процесс сборки был удивительно избирательным с самого начала», — сказал первый автор исследования, доцент кафедры наук о Земле и планетах Йельского университета Даманвир Гревал. По его словам, первые тела внешней Солнечной системы состояли из хондр на 83–92%, тогда как богатой льдом и летучими веществами пыли в них было очень мало.
Хондры находятся внутри хондритов — одних из наиболее примитивных метеоритов, сохранившихся в геологических коллекциях. Ранее специалисты уже замечали, что углеродистые хондриты внешней Солнечной системы различаются по возрасту: более древние образцы содержат больше хондр и меньше матрицы, а молодые — больше холодного вещества, богатого летучими компонентами. Однако до сих пор такое разделение удавалось проследить только у объектов, сформировавшихся через 2–4 миллиона лет после начала существования Солнечной системы.
Непосредственно изучить тела, возникшие в первый миллион лет, невозможно: сохранившихся недифференцированных объектов той эпохи нет. Поэтому команда Гревала исследовала железные метеориты, происходящие от тел внешней Солнечной системы, которые когда-то содержали большое количество радиоактивного алюминия-26 и полностью расплавились. Плавление уничтожило первоначальную структуру, но химический состав сохранил сведения о ней.
Для реконструкции учёные использовали два независимых показателя матрицы — концентрацию серы и степень окисления железа, связанную с количеством водяного льда и окисленной пыли. Оба признака указали на одно и то же: ранние планетезимали были крайне бедны матрицей. Вероятно, многие древние хондры вошли в состав первого поколения таких тел, которые затем расплавились, из-за чего эти частицы сегодня редко встречаются в метеоритах. Соавторами исследования стали Чжунтянь Чжан из Принстонского университета и Йоанна Дронжковска из Института исследований Солнечной системы Общества Макса Планка в Германии; работу профинансировал Йельский университет.