Martin Schiller og Martin Bizzarro fra Københavns Universitet og Vera Assis Fernandes fra Natural History Museum i Berlin har foreslået en ny model til solsystemet til at forklare forskelle i planternes isotopiske sammensætning. Forfatterne afviser antagelsen om, at store og små genstande voksede samtidig, men i forskellige hastigheder, og mener, at væksten af små kroppe endte tidligere end store.
Næsten alle eksperter i dag mener, at Solen og planeterne blev dannet af en enkelt protoplanetær sky. 99,9% af massen på denne disk faldt på lumen. Da solen brast ud, fejede solvinden let brint og helium fra stjernens umiddelbare nærhed, så gasgiganterne er nu uden for Mars 'bane.
Under stråler fra en ung stjerne blev protoplanetært støv sintret til granuler kaldet kondrulier. Ved at holde sig sammen dannede disse granuler små sten - kondrit. For øvrigt er det dette "bygningsaffald", der tegner sig for 90% af meteoritterne fundet på Jorden.
Efterhånden klamrede chondrites sammen i større og større kroppe - planetesimaler. Tyngdekraften gav dem en tilstrømning af frisk materiale, og disse "embryoner" voksede indtil den største af dem blev planeter, og resten - asteroider. Da reserverne af kosmisk støv i den protoplanetære disk blev udtømt, sluttede væksten af kroppe i solsystemet.
Den klassiske teori antager, at alle organer i solsystemet voksede på samme tid, men i forskellige hastigheder. Jo mere massiv kroppen er, jo kraftigere er dens tyngdekraft og jo mere omgivende stof vil den samle som et resultat og øge dens størrelse endnu mere. Dette er sneboldprincippet eller videnskabelig positiv feedback. Denne lov regulerer væksten i byer (folk foretrækker at gå til megaciteter, hvor der er flere penge og muligheder, hvilket får dem til at vokse endnu mere), udbredelsen af sprog (jo flere mennesker kender et sprog, jo flere incitamenter til at lære det) og så videre.
Uden at stille spørgsmålstegn ved resten af teorien, afviser Schiller og hans kolleger denne vækstmodel. Efter deres mening lykkedes det ikke de små kroppe at vokse, fordi de var færdige med vedhæftningen af materiale tidligere (som eksperter siger, akkretion).
Som tidsskriftet Nature rapporterer i en gennemgang af værket, blev forfatterne inspireret af forskellen i den isotopiske sammensætning af forskellige kroppe i solsystemet. Forfatterne studerede navnlig forholdet mellem calciumisotoper 48Ca og 44Ca på Jorden, Mars, Vesta og i prøver af sjældne typer meteoritter: ureiliter og angrites.
Hvis alle planeter og asteroider blev dannet i en enkelt proces ud fra det samme kosmiske støv, hvorfor er forholdet mellem disse isotoper forskellige? Dette er normalt forbundet med forskellige afstande til solen og følgelig forskellige temperaturer.
Salgsfremmende video:
Forfatterne fandt imidlertid, at forholdet mellem calciumisotoper afhænger af himmellegemets masse. Jordens masser, Mars og Vesta er kendt fra astronomiske observationer, og de omtrentlige masser af objekter, hvis fragmenter er meteoritter, blev rekonstrueret af forskere baseret på egenskaberne hos "himmelske gæster".
Forholdet mellem isotoper 48 Ca / 44 Ca sekund måles med μ48Ca. Det beregnes som følger: μ 48 Ca = (48 Ca / 44 Ca himmellegeme - 48 Ca / 44 Ca Jorden) / (48 Ca / 44 Ca Jorden). På grund af det faktum, at forskelle i isotopisk sammensætning er små, måles μ 48 Ca i dele pr. Million (ppm). Definitionen for jorden μ 48 Ca = 0, og for andre organer kan denne værdi være både positiv og negativ.
Schiller og kolleger foreslog, at den indre del af den protoplanetære disk, placeret inde i Jupiters nuværende bane, havde lave μ 48 Ca- værdier på ca. minus 150 ppm). Dette materiale var tilstrækkeligt til, at planetesimaler vokste til kroppens størrelse - Ureiliternes hjemland (200 kilometer i diameter).
Så ophørte nogle af disse kroppe med at vokse. De, der fortsatte med at vokse, øgede deres masse allerede på grund af den ydre del af disken med μ 48 Ca ca. 200 ppm (en værdi, der er typisk for kondriter, der dannede sig uden for Jupiters bane). Derfor, jo længere væksten fortsatte, jo større var den endelige værdi på μ 48 Ca. Vesta, stoppet ved en diameter på 530 kilometer, har minus 100 ppm, Mars - minus 20 ppm, og Jorden, som allerede nævnt, er 0 ppm.
Hvad var imidlertid kraften, der fik nogle af disse kroppe til at stoppe med at vokse? Dette kan være en kompleks gravitationsinteraktion mellem "planeternes embryoner" og ændre deres bane. De nuværende planeter, med deres næsten cirkulære baner, der lå i planet til den protoplanetære skive, strejfede rundt om de rigeste områder i det begynnende system og fortsatte derfor med at vokse. Tabere pressede imidlertid ud til aflange og måske liggende i et andet plan på banen, forblev på en sultende diæt.
Konklusionen om prøvernes forskellige aldre bekræftes også ved datering med indholdet af radioaktive isotoper.
Det kan dog ikke siges, at den nye model ikke har nogen problemer. For eksempel er der vanskelige spørgsmål til hende i forbindelse med dannelsen af månen. "Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) fortalte i detaljer om jordens kollision med Theia, som fødte vores satellit. Det antages normalt, at Theia var betydeligt mindre end Jorden, men ud fra forfatterenes teori følger det, at to kroppe af samme masse kolliderede. Dette er ikke i overensstemmelse med nogle kendte kendsgerninger.
Derudover er der undersøgelser, der viser, at tilstrømningen af stof fra den ydre del af den protoplanetære disk stoppede allerede i de første millioner af år af dens eksistens på grund af dannelsen af Proto-Jupiter. Det er ikke let at forklare sammensætningen af chondrites inden for rammerne af forfatterens model.
Sandsynligvis mangler puslespillet kaldet "Dannelse af solsystemet" stadig et par vigtige brikker, uden hvilke en model, der besvarer alle spørgsmål, ikke kan bygges.
Anatoly Glyantsev
