Об этом сообщает Университет Колорадо в Боулдере.
Смотрите также Астрономы обнаружили загадочную черную дыру из ранней Вселенной – ее поведение трудно объяснить
Международная группа исследователей представила первые убедительные доказательства существования протопланеты – крупного зародыша планеты, который сформировался на заре Солнечной системы, но не дожил до наших дней. По оценкам ученых, это тело могло быть сопоставимо по размерам с Луной или даже приближаться к Марсу.
Единственным свидетелем существования этого мира стал редкий метеорит NWA 12774, который нашли в пустыне Сахара. Он принадлежит к чрезвычайно редкому классу метеоритов – ангритам.
Срез образца NWA 12774. Зеленый кристалл оливина — минерал с высоким содержанием магния / Фото John Kashuba
Ангриты считаются одними из древнейших вулканических пород Солнечной системы. Они сформировались лишь через несколько миллионов лет после рождения Солнечной системы примерно 4,56 миллиарда лет назад. Несмотря на десятки тысяч найденных на Земле метеоритов, ученые официально классифицировали лишь 68 ангритов из более чем 80 тысяч известных образцов.
Почему этот метеорит удивил ученых?
Долгие годы исследователи предполагали, что ангриты происходят из относительно небольших астероидов. Причиной послужило их необычное химическое строение.
В отличие от Земли, Марса и других каменистых планет, ангриты содержат очень мало диоксида кремния – одного из главных компонентов большинства известных планет земного типа. Именно поэтому ученые считали, что их источником могли быть только небольшие тела радиусом менее 200 километров.
Однако анализ NWA 12774 изменил эту картину. Команда под руководством исследователя Аарона Белла (Aaron Bell) обнаружила в метеорите кристаллы клинопироксена – минерала, который часто встречается в земной коре и мантии. Особое внимание привлекло чрезвычайно высокое содержание алюминия в этих кристаллах.
Рентгеновский снимок NWA 12774 / Фото Аарон Белл/Университет Колорадо в Боулдере
Именно эта особенность указывает на формирование породы под огромным давлением в недрах большого небесного тела.
Кстати, результаты исследования опубликовал научный журнал Earth and Planetary Science Letters.
Давление, которое не могло возникнуть внутри астероида
Исследователи реконструировали условия, при которых могла сформироваться порода. Результаты оказались неожиданными.
Чтобы образовался найденный алюминиевый клинопироксен, необходимо давление не менее 17,5 килобар. Для сравнения: на дне Марианской впадины — самой глубокой точки земных океанов — давление составляет примерно 1 килобар.
Такие экстремальные условия не могли существовать внутри маленького астероида. Расчеты показали, что материнское тело ангритов имело радиус не менее 1000 километров.
На этом сюрпризы не закончились. Кристаллы в метеорите сохранили четкие края и тонкие химические структуры. Если бы они формировались глубоко в недрах большого мира, эти особенности давно исчезли бы под воздействием высоких температур и длительных геологических процессов.
Это означает, что кристаллы, скорее всего, образовались относительно близко к поверхности. А значит, сама протопланета должна была быть еще больше, чем показывали первоначальные оценки.
По такому сценарию ее радиус мог превышать 1800 километров. Для сравнения: радиус Луны составляет примерно 1737 километров, а Марса — около 3300 километров.
Новый взгляд на раннюю Солнечную систему
По словам Аарона Белла, именно такие находки позволяют заглянуть в эпоху, когда Солнечная система только начинала формироваться и в ней существовали миры, которые впоследствии полностью исчезли.
Невероятно осознавать, что когда-то существовал мир таких размеров. Мы знаем о нем только потому, что несколько его обломков случайно упали на Землю. Эти метеориты сохранили свидетельства совершенно иного пути развития ранних планет,
– отметил ученый.
Ученые также обратили внимание на еще одну важную деталь. Материалы, из которых состояла эта протопланета, существенно отличаются от вещества, сформировавшего Землю и Марс.
Материалы, из которых сформировалось родительское тело ангритов, принципиально отличаются от составляющих Земли и Марса. Это свидетельствует об отдельном и независимом пути эволюции планет на ранних этапах истории Солнечной системы,
– пояснил Белл.
Пока что ученые не знают, что именно произошло с этим миром. Скорее всего, его разрушило масштабное космическое столкновение в первые десятки миллионов лет существования Солнечной системы. После катастрофы обломки могли стать частью других планет и астероидов, а отдельные фрагменты через миллиарды лет оказались на Земле в виде метеоритов.
Исследователи считают, что это открытие может быть лишь началом. В музейных коллекциях и научных хранилищах хранятся тысячи недостаточно изученных метеоритов, которые потенциально могут содержать следы других давно исчезнувших протопланет. Если это подтвердится, история формирования Солнечной системы может оказаться гораздо сложнее и разнообразнее, чем считалось до сих пор.