Ученые обнаружили гигантскую «фабрику планет» за орбитой Юпитера

Ученые из Института исследований Солнечной системы Макса Планка (MPS) в Германии обнаружили, что область сразу за орбитой Юпитера была «фабрикой планет», где в течение миллионов лет формировались разнообразные планетезимали — строительные блоки планет и астероидов. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.

Около 4,6 миллиарда лет назад молодое Солнце было окружено массивным диском из газа и пыли. Считается, что Юпитер, собрав большую часть материала на своей орбите, создал разрыв в диске, что привело к образованию кольцевой области повышенного газового давления сразу за его орбитой. Эта область, известная как «пылевая ловушка», удерживала большие объемы пыли, позволяя формироваться планетезималям.

С помощью компьютерного моделирования команда выяснила, что в этой области за примерно два миллиона лет образовались планетезимали с очень разным составом. «Различные типы планетезималей, по-видимому, сформировались в одной и той же области раннего газопылевого диска, только в разное время. Область сразу за орбитой Юпитера предоставила для этого отличные условия», — объяснила руководитель группы Йоанна Дрожковска.

Исследователи сосредоточились на периоде между двумя и четырьмя миллионами лет после формирования Солнечной системы. Моделирование показало, что Юпитер действовал как более сильный барьер для крупных и прочных частиц, чем для мелких пылинок. Со временем это привело к тому, что два типа материала накапливались в разных пропорциях, порождая отчетливые поколения планетезималей. В первые 500 000 лет количество хрупкого материала падало, а затем снова росло в течение следующего миллиона лет. Позже появились две отдельные популяции: одна в основном из хрупкого материала, другая — из более стабильного.

Результаты моделирования также связали эти объекты с известными группами метеоритов, найденных на Земле. «Впервые нам удалось точно воспроизвести результаты лабораторных исследований метеоритов с помощью компьютерного моделирования ранней Солнечной системы. Метеориты служат, так сказать, пробным камнем для теорий формирования планет», — отметил директор MPS и космохимик Торстен Кляйне.

Ученые особенно сосредоточились на углеродистых хондритах — типе метеоритов, богатых углеродом. Лабораторные исследования показывают, что они сформировались за Юпитером в тот же период времени. «Есть веские доказательства того, что пылевые ловушки были предпочтительным местом рождения планетезималей в нашей Солнечной системе», — резюмировала Дрожковска.