Новая модель объясняет, почему планет земного типа во Вселенной может быть больше

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Science Advances, каменистые планеты, подобные нашей Земле, могут встречаться во Вселенной гораздо чаще, чем считалось ранее. Работа предполагает, что при формировании нашей Солнечной системы близкая сверхновая звезда «искупала» её в космических лучах, содержащих радиоактивные элементы, необходимые для создания сухих каменистых миров. Этот механизм может быть широко распространён по всей галактике.

Схематическое изображение системы, рассмотренной в исследовании. Автор: Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adx7892

Считается, что планеты земного типа формируются из планетезималей — объектов из камня и льда, которые высушивались на ранних этапах истории Солнечной системы. Этот процесс требовал большого количества тепла, источником которого в основном был радиоактивный распад короткоживущих радионуклидов (SLR), таких как алюминий-26. Предыдущие анализы метеоритов, которые являются древними свидетельствами ранней Солнечной системы, подтвердили обилие SLR в тот период.

Недостатки прежних моделей

Однако модели, объясняющие сверхновые как единственный источник этих SLR, не могут точно соответствовать количеству нуклидов, найденных в метеоритах. Чтобы доставить достаточно радиоактивного материала, сверхновая должна была бы находиться так близко к ранней Солнечной системе, что разрушила бы диск из пыли и газа, где формировались планеты.

Чтобы решить эту загадку, Рё Савада из Токийского университета и его коллеги предложили новую концепцию — механизм погружения. Команда смоделировала взрыв сверхновой на расстоянии около 3,2 световых лет — достаточно безопасном, чтобы не разрушить протопланетный диск. При взрыве она создала ударную волну, ускорившую частицы (в основном протоны) и захватившую их в виде космических лучей.

Согласно модели, короткоживущие радионуклиды доставлялись двумя способами. Во-первых, сверхновая напрямую впрыскивала некоторые из них, например железо-60, в диск в виде пылевых зёрен. Во-вторых, космические лучи сталкивались со стабильными материалами в диске с такой высокой энергией, что запускали ядерные реакции, производившие другие SLR, такие как алюминий-26.

Есть ли там кто-нибудь?

Когда команда запустила свою модель, оказалось, что она соответствует количеству радиоактивных материалов, обнаруженных в метеоритах. Это исследование может иметь глубокие последствия для поиска жизни во Вселенной. Как отмечают авторы в своей статье:

«Наши результаты позволяют предположить, что похожие на Землю, бедные водой каменистые планеты могут быть более распространены в галактике, чем считалось ранее, учитывая, что обилие ²⁶Al играет ключевую роль в регулировании водного баланса планет».

По оценкам авторов исследования, от 10% до 50% солнцеподобных звёзд могли обладать протопланетными дисками с обилием SLR, аналогичным тому, что было в нашей Солнечной системе. Это указывает на большее количество каменистых, потенциально обитаемых миров в космосе.

Интересный факт: Алюминий-26, о котором идёт речь в исследовании, имеет период полураспада всего около 717 000 лет. Это означает, что он полностью распался за время существования Солнечной системы, и его следы сегодня можно обнаружить только в древних метеоритах, которые являются своеобразными «капсулами времени».