Однако новая статья, опубликованная на сервере препринтов arXiv Мартином Биззарро и его соавторами из Копенгагенского университета, опровергает эту теорию, показывая, что большая часть материала, созданного во время взрывов сверхновых, попадает в межзвёздную среду, будучи заключённой во льду. В статье также предполагается, что сама Земля сформировалась в результате аккреции камешков, а не столкновений массивных протопланет.
Ключом к статье является цирконий — элемент, обычно не ассоциируемый с космохимией. Однако у него есть один особый изотоп — Zr-96, который создаётся только во время взрывов сверхновых. Поэтому доктор Биззарро и его команда решили поискать доказательства его наличия в некоторых метеоритах, чтобы узнать, где в их структуре прячется Zr-96.
Для этого они взяли образцы различных типов метеоритов и обработали их слабой уксусной кислотой. Это растворило любой материал, связанный с водой (включая глины), оставив нетронутыми твёрдые «каменистые» зёрна тела метеорита. Затем они измерили концентрацию Zr-96 в растворенной воде, а также в каменистом остатке.
Они обнаружили, что концентрация Zr-96 в фильтратах (то есть в частях, растворённых в кислоте) была на 5 000 ppm выше, чем в камне. Это, по-видимому, доказывает, что лёд был основным механизмом транспортировки остатков сверхновых. Когда сверхновая взрывается, она выбрасывает не только звёздную пыль — часть материала распыляется и попадает непосредственно в ледяные частицы.
Эта теория имеет значение для моделей формирования планет. Чем ближе планета формируется к своей родительской звезде, тем больше вероятность того, что ледяные зёрна, содержащие остатки сверхновых, сгорят. Поэтому на планетах, расположенных ближе к Солнцу, таких как Земля, Венера и Меркурий, заметно не хватает изотопов, которые были созданы во время взрывов сверхновых. С другой стороны, на планетах, расположенных дальше, таких как Нептун или Уран, этих изотопов будет много. Это точно соответствует тому, что называется «линией смешивания» Солнечной системы — чем дальше от Солнца находится планета, тем меньше у неё изотопов сверхновых, и эта линия является линейной, что хорошо согласуется с идеей о том, что она вызвана таянием льдов.
Если продолжить этот анализ, он будет иметь значение для формирования планет. Земля относительно бедна Zr-96, особенно по сравнению с астероидами, использованными в исследовании. Следовательно, если бы Земля образовалась в результате столкновения астероидов (любого размера), у неё, вероятно, была бы более высокая концентрация этого конкретного изотопа.
С другой стороны, если бы она образовалась путём «аккреции камешков», когда крошечные ледяные камешки дрейфуют через «снеговую линию», а их лёд сублимирует, эти сублимированные газы унесли бы с собой Zr-96, а значит, Земля не накопила бы его много — что и показывают данные. Поэтому эта работа подкрепляет идею о том, что Земля образовалась из камешков, у которых выгорел Zr-96, а не из более крупных астероидов или планетезималей, которым удалось удержать свои изотопы сверхновых.
Другое открытие, сделанное в статье, связано с кальций-алюминий-богатыми включениями (CAI), которые являются одними из старейших материалов в Солнечной системе. Когда исследователи изучили CAI в метеоритах, они обнаружили, что уровни Zr-96 сильно различались — где-то его было много, а где-то очень мало. Это означает, что они формировались в очень разных средах — вероятно, в разных частях протопланетного диска, который преобладал в нашей Солнечной системе до образования планет.
Когда Zr-96 был отделён от своих частиц пыли в раннем диске Солнечной системы, он создал «стратифицированный» аккреционный диск, где «более лёгкие» частицы газа перемещались либо к верхней, либо к нижней части «блинообразной» структуры диска, в то время как более тяжёлые пылевые зёрна образовывались ближе к середине. CAI формировались в обеих частях и накапливали больше или меньше Zr-96 в зависимости от того, в какой части стратифицированного диска они были сформированы.
Обе эти теории интересны и требуют дальнейшего изучения. Если они окажутся верными, эта статья однажды может быть признана эпохальным исследованием как в области допланетной химии, так и в теории формирования планет. Независимо от того, так это или нет, мы все равно должны ценить то, что мы сделаны из звёздной пыли — независимо от того, была ли она изначально заключена во льду или нет.
Предоставлено Universe Today