Около 4,6 миллиарда лет назад молодое Солнце окружал массивный диск газа и пыли. Со временем мелкие частицы сталкивались и объединялись, в результате чего образовывались более крупные каменистые объекты — планетезимали. Эти объекты стали основными строительными блоками для планет и астероидов.
Исследователи Института Макса Планка, занимающиеся изучением Солнечной системы в Германии, в своей последней работе выявили один из ключевых регионов, способствующих образованию планет. Это кольцевая зона сразу за орбитой Юпитера стала эффективным и удивительно универсальным «питомником» для планетезималей. С помощью компьютерных симуляций ученые установили, что этот участок производил планетезимали с разнообразным составом на протяжении примерно двух миллионов лет.
«Разные типы планетезималей, похоже, формировались в одном регионе раннего диска пыли и газа, но в разное время. Условия в области сразу за орбитой Юпитера были идеальными для этого», — подчеркнула руководитель исследовательской группы Йоанна Дронжковская.
Специалисты сосредоточились на периоде между двумя и четырьмя миллионами лет после формирования Солнечной системы. На тот момент Юпитер уже собрал значительную часть окружающего материала вокруг своей орбиты, создав разрыв в диске газа и пыли. Ученые предполагают, что этот процесс также создал кольцо повышенного газового давления сразу за Юпитером, которое захватывало большие объемы пыли, позволяя ей объединяться в мелкие комки — гальку.
«Впервые нам удалось точно воспроизвести результаты лабораторного изучения метеоритов с помощью компьютерных симуляций ранней Солнечной системы. Метеориты служат своего рода “контрольными камнями” для оценки теорий формирования планет», — отметил директор института и космохимик Торстен Кляйне.
Ученые изучили процесс формирования углистых хондритов — типа углеродных метеоритов, которые, как предполагается, образовались за Юпитером в тот же период. Симуляции команды отслеживали как мелкие столкновения частиц, так и крупномасштабные движения в огромном газовом диске.
Модели продемонстрировали, что Юпитер служил более значительным барьером для крупных и прочных частиц, чем для мелких пылинок. С течением миллионов лет эти комбинированные эффекты способствовали тому, что два типа материала собирались в разных пропорциях за орбитой Юпитера, что в итоге приводило к образованию четко различимых поколений планетезималей.
Результаты исследования позволяют утверждать, что кольцевые области повышенного давления — пылевые ловушки — были, с высокой вероятностью, «удобными роддомами» для планетезималей в нашей солнечной системе. А область сразу за орбитой Юпитера — один из важнейших таких инкубаторов, где на протяжении миллионов лет формировались очень разнообразные по составу строительные блоки будущих планет.
Фото: hi-tech.mail.ru