Метеорит из Сахары указал на существование протопланеты размером с Луну

Более 4,5 миллиардов лет назад огромный мир, потенциально размером с Луну или даже Марс, вращался вокруг молодого Солнца, пока жестокое столкновение не разбило его на куски.

Ученые теперь заявляют, что нашли первые прямые доказательства существования этого давно потерянного планетарного эмбриона, известного как протопланета. Открытие, описанное в журнале Earth and Planetary Science Letters, указывает на тип планетарной эволюции, не похожий ни на что ранее известное.

«Невероятно думать, что когда-то существовал такой огромный мир, — сказал Аарон Белл, доцент-исследователь кафедры наук о Земле Университета Колорадо в Боулдере. — Мы знаем о его существовании только потому, что несколько его фрагментов случайно упали на Землю. Эти метеориты сохранили свидетельства совершенно иного пути развития ранних планет».

Прорыв произошел благодаря метеориту, обнаруженному в пустыне Сахара, под названием Northwest Africa (NWA) 12774, который относится к антритам.

Ангриты — одни из древнейших вулканических пород, известных в Солнечной системе. Они сформировались всего через несколько миллионов лет после возникновения Солнечной системы около 4,56 миллиарда лет назад. Они также чрезвычайно редки. Из более чем 80 000 метеоритов, найденных на Земле, только 68 относятся к группе ангритов.

Эти метеориты долгое время озадачивали ученых из-за своего необычного состава. По сравнению с Землей, Марсом и другими каменистыми планетами, ангриты содержат очень мало диоксида кремния, ключевого ингредиента почти всех известных планет земной группы.

Из-за этой химии исследователи предполагали, что ангриты произошли от небольших астероидов с радиусом менее 200 километров.

Изучая NWA 12774, Белл и его коллеги идентифицировали клинопироксен — минерал, обычно встречающийся в земной коре и мантии. Клинопироксен в этом метеорите содержал исключительно высокие уровни алюминия, что является важным ключом к тому, что он сформировался под огромным давлением глубоко внутри более крупного тела.

Затем команда рассчитала условия, необходимые для образования этого минерала. Результаты оказались неожиданными. Для образования богатого алюминием клинопироксена требовалось давление не менее 17,5 килобар. Для сравнения, давление на дне Марианской впадины, самого глубокого места на Земле, достигает лишь около 1 килобара.

Такое экстремальное давление не могло существовать внутри небольшого астероида. Вместо этого результаты показали, что родительское тело ангритов должно было иметь радиус не менее 1000 километров.

Дополнительные доказательства указали на еще более крупный источник. Кристаллы внутри NWA 12774 сохранили острые края и тонкие химические особенности. Если бы они сформировались глубоко внутри массивного мира, эти детали, вероятно, со временем стерлись бы. Их сохранность предполагает, что кристаллы образовались относительно близко к поверхности родительского тела.

Если эта интерпретация верна, исходный мир должен был быть намного больше минимальной оценки. По мнению исследователей, родительское тело ангритов могло превышать 1800 километров в радиусе. Это ставит его в один размерный ряд с земной Луной и потенциально приближается к масштабу Марса, радиус которого составляет 3300 километров.

«В ящиках лежит много метеоритов, которые не были тщательно изучены, так что, вероятно, существуют и другие протопланеты, о которых мы не знаем», — сказал Белл.

Ученые до сих пор точно не знают, что случилось с этим древним миром. Одна из возможностей — он был разрушен во время крупного столкновения в хаотичной ранней Солнечной системе. Его фрагменты могли позже стать частью других каменистых планет, включая Землю.

«Материалы, сформировавшие родительское тело ангритов, принципиально отличаются от ингредиентов Земли и Марса. Это указывает на отдельный и отличный эволюционный путь в формировании планет в ранней истории нашей Солнечной системы», — заключил Белл.

Источники: sciencedaily.com

Материалы предоставлены Университетом Колорадо в Боулдере.