Капли расплавленной породы помогли определить время формирования Юпитера
Хондрулы, видимые в тонком срезе метеорита Альенде под микроскопом. Автор: Акира Мияке, Университет Киото.
Четыре с половиной миллиарда лет назад Юпитер быстро достиг своих огромных размеров. Его мощное гравитационное притяжение нарушило орбиты небольших каменистых и ледяных тел, похожих на современные астероиды и кометы, называемых планетезималями. Это заставило их сталкиваться друг с другом на таких высоких скоростях, что содержащиеся в них камни и пыль расплавились при ударе и создали плавающие капли расплавленной породы, или хондрулы, которые мы находим сегодня в метеоритах.
Исследователи из Университета Нагои в Японии и Итальянского национального института астрофизики (INAF) впервые определили, как образовались эти капли, и точно датировали формирование Юпитера на основе своих выводов.
Их исследование, опубликованное в Scientific Reports, показывает, как характеристики хондрул, в частности их размеры и скорость охлаждения в космосе, определяются водой, содержащейся в сталкивающихся планетезималях. Это объясняет то, что мы наблюдаем в образцах метеоритов, и доказывает, что формирование хондрул стало результатом образования планет.
Гравитация Юпитера вызвала столкновения планетезималей, которые расплавили породу в капли, рассеянные расширяющимся водяным паром. Автор: Диего Туррини и Син-ити Сироно
Капсулы времени возрастом 4,6 миллиарда лет
Хондрулы, небольшие сферы шириной примерно 0,1–2 миллиметра, были включены в астероиды по мере формирования Солнечной системы. Миллиарды лет спустя куски этих астероидов откалывались и падали на Землю в виде метеоритов. То, как хондрулы приобрели свою круглую форму, десятилетиями озадачивало ученых.
«Когда планетезимали сталкивались друг с другом, вода мгновенно испарялась в расширяющийся пар. Это действовало как крошечные взрывы и разбивало расплавленную силикатную породу на крошечные капли, которые мы видим сегодня в метеоритах», — объяснил соавтор исследования профессор Син-ити Сироно из Высшей школы наук о Земле и окружающей среде Университета Нагои.
«Предыдущие теории формирования не могли объяснить характеристики хондрул без очень специфических условий, в то время как эта модель требует условий, которые естественным образом возникали в ранней Солнечной системе, когда родился Юпитер».
Исследователи разработали компьютерные модели роста Юпитера и отследили, как его гравитация вызывала высокоскоростные столкновения между каменистыми и богатыми водой планетезималями в ранней Солнечной системе.
«Мы сравнили характеристики и распространенность смоделированных хондрул с данными метеоритов и обнаружили, что модель спонтанно генерирует реалистичные хондрулы. Модель также показывает, что производство хондрул совпадает с интенсивным накоплением Юпитером газов из туманности для достижения его массивного размера. Поскольку данные метеоритов говорят нам, что пик формирования хондрул произошел через 1,8 миллиона лет после начала формирования Солнечной системы, это также время, когда родился Юпитер», — сказал доктор Диего Туррини, соавтор исследования и старший научный сотрудник Итальянского национального института астрофизики (INAF).
Хондрулы, видимые в тонком срезе метеорита Альенде под микроскопом. Автор: Акира Мияке, Университет Киото
Хондрулы, видимые в тонком срезе метеорита Альенде под микроскопом. Автор: Акира Мияке, Университет Киото
Новый способ датировки формирования планет
Это исследование дает более четкую картину того, как сформировалась наша Солнечная система. Однако производство хондрул, начавшееся с формирования Юпитера, слишком кратковременно, чтобы объяснить, почему мы находим хондрулы разного возраста в метеоритах. Наиболее вероятное объяснение заключается в том, что другие планеты-гиганты, такие как Сатурн, также вызывали формирование хондрул, когда они рождались.
Изучая хондрулы разного возраста, ученые могут проследить порядок рождения планет и понять, как развивалась наша Солнечная система с течением времени.
Исследование также предполагает, что эти жестокие процессы формирования планет могут происходить вокруг других звезд и дает представление о том, как развивались другие планетные системы.
Больше информации: Chondrule formation by collisions of planetesimals containing volatiles triggered by Jupiter's formation, Scientific Reports (2025). DOI: 10.1038/s41598-025-12643-x
Источник: Nagoya University
0 комментариев