Разбившийся зонд изменил представление о происхождении Солнечной системы

Каменистые планеты Солнечной системы сформировались не из того же самого материала, что Солнце. Такой вывод ученые сделали, проведя изотопный анализ частиц солнечного ветра, добытых зондом Genesis. Результаты двух исследований на эту тему опубликованы в журнале Science. Коротко о них пишет портал Space.com.

Планеты и светило, вокруг которого они обращаются, формируются из одного и того же газопылевого облака. Составляющие его частицы слипаются вместе под воздействием силы тяжести и образуют более крупные фрагменты, которые, в свою очередь, притягивают новые пылевые частицы.

Авторы новых работ изучали частицы солнечного ветра, собранные зондом Genesis, запущенным в космос в 2001 году. Солнечным ветром называют поток высокоэнергетических частиц, летящих от Солнца. Genesis сбросил капсулу, в которой находились частицы, на Землю в сентябре 2004 года, однако ее приземление было аварийным - капсула рухнула в штате Юта, двигаясь со скоростью около 306 километров в час.

Несмотря на неудачное приземление часть собранных образцов оказалась пригодна для анализа. Исследователи из первой группы сосредоточились на изучении изотопов кислорода. Помимо наиболее распространенного изотопа кислорода-16 существуют также изотопы кислорода-17 и кислорода-18 (изотопами называют атомы одного и того же элемента, содержащие различное число нейтронов). Оказалось, что Солнце содержит намного больше кислорода-16, чем Земля и другие каменистые планеты.

Ученые предложили гипотезу, которая объясняет наблюдаемые различия. Около 4,6 миллиарда лет назад, когда Солнце уже сформировалось, а планеты еще нет, большая часть кислорода в Солнечной системе была связана с углеродом в молекулах угарного газа (CO). Так как кислорода-16 было больше, чем других изотопов этого элемента, основная часть молекул CO содержала именно его.

Молекулы CO могут разрушаться под воздействием фотонов, причем в зависимости от того, какой изотоп содержится в молекуле, необходимы фотоны различной энергии. Согласно предложенной гипотезе, фотоны, необходимые для разрушения молекул CO, содержащих изотоп кислорода-16 преимущественно поглощались во внешней части газопылевого облака, соответственно, в центральной части этот изотоп оставался связанным. Фотоны, разрушающие другие два изотопа кислорода, напротив, легко проходили в центральную часть облака. Соответственно, освободившиеся изотопы кислорода-17 и кислорода-18 включались в состав планет.

Другой коллектив ученых анализировал соотношение изотопов азота-14 и азота-15. Специалисты выяснили, что в частицах солнечного ветра содержится на 40 процентов меньше азота-15, чем в различных веществах на Земле. Исследователи предполагают, что обнаруженная разница появилась в результате механизма, сходного с описанным выше для кислорода. Однако они не исключают, что избыток тяжелого изотопа азота может происходить из дальнего космоса.