07.10.2011

Предложена радикально новая модель формирования планет Солнечной системы

Выступая в Нанте (Франция) на совместном заседании Европейской конференции планетарных наук и отделения планетарных наук Американского астрономического общества, Хэл Левисон из Юго-Западного исследовательского института (США) надел маску бейсбольного кетчера. По словам учёного, его гипотеза формирования планет настолько возмутительна, что он готов к любой реакции аудитории, пишет Nature News Blog.

Этот человек известен прежде всего своим вкладом в разработку модели «Ницца», которая описывает образование внешних планет Солнечной системы. Поэтому слушатели осклабились, но в целом отнеслись к коллеге учтиво.

Г-н Левисон, Дэвид Минтон из Университета Пердью (США) и их коллеги теперь полагают, что все планеты Солнечной системы начинали формироваться почти на одинаковом расстоянии от светила. Время от времени протопланеты одну за другой, начиная с Нептуна и заканчивая Марсом, выбрасывало в другие области газопылевого диска, окружавшего Солнце, и каждая из них набирала достаточно материала за какой-то миллион лет.

С этой точки зрения старейшей планетой следует назначить Нептун. Это резко контрастирует с традиционной моделью, в соответствии с которой планеты после рождения оставались на своих местах и завершали формирование примерно на тех же орбитах, получая дополнительный материал только из своего ближайшего окружения. Тем самым Нептун был бы в числе самых молодых планет, поскольку на его орбите материала было сравнительно мало, и он формировался особенно долго.

Стандартная модель хорошо себя зарекомендовала, так почему же г-н Левисон и его коллеги взялись её опровергать? Да потому что она неверна, говорят они. Привычная гипотеза не может объяснить, как планеты-гиганты (особенно Уран и Нептун) могли завершить формирование до того, как в диске рассеялся весь газ, то есть всего лишь за пять миллионов лет.

Принято считать, что все планеты начинали с твёрдых ядер. Внешние планеты намотали на них огромные объёмы газа, однако во внешней части диска (где, по данным традиционной модели, образовывались гиганты) материал двигался довольно медленно, и на формирование твёрдого ядра должно было уйти чересчур много времени. К тому времени газ, необходимый для создания газовых гигантов, давно рассеялся бы.

Новая модель (создатели называют её не более чем «сказкой», ибо многие детали ещё не проработаны) повествует о сложном танце, который совершали планетезимали диаметром примерно 50 км где-то в районе современной земной орбиты. Учёные пришли к выводу, что при соблюдении определённых условий время от времени с этой орбиты в газопылевой диск выбрасывались объекты размером примерно с Луну. Проходя через диск, протопланеты набирали достаточно материала и для ядра, и для газовой оболочки, то есть становились такими, какими мы знаем их сегодня.

Между этими «выстрелами» проходило достаточно времени для того, чтобы диск успокоился, так что материал был готов к приходу следующего путешественника.

Если верить этой «сказке», Нептун должен иметь довольно большое ядро, ибо он прошёл через диск первым и имел лучшие шансы на захват твёрдого материала. Нептун и впрямь излучает больше тепла, чем «должен», и это намёк на то, что у него сравнительно крупное ядро. Дело в том, что в таком ядре больше алюминия-26 — радиоактивного элемента, распространённого на самом раннем этапе жизни Солнечной системы.

Соответственно, Юпитер должен располагать самым маленьким ядром, ибо он был последним из гигантов и ему достался практически один только газ.

Напоследок был вытолкнут Марс. Левисон и Минтон полагают, что к тому моменту диск был сильно истощён, и ему не хватило материала — поэтому он меньше Земли и Венеры. К тому же «выталкивателей» осталось мало, и Марс не улетел с первоначальной орбиты так далеко, как остальные.

А как насчёт нашей собственной планеты и её сестры? После выталкивания Марса диск, по сути, приказал долго жить, так что остальные формировались, объединяя планетезимали, оставшиеся во внутренней области диска.

Г-н Левисон признает гипотезу «радикальной». Если она подтвердится, то, по его словам, планетарная наука будет поставлена с ног на голову.

Дмитрий Целиков

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА