Компьютерное моделирование показывает, что радиоактивные элементы от взрыва близлежащей звезды уменьшили изначально слишком большое количество воды на нашей планете.
Вода считается одним из основных компонентов в той комбинации, которая в конечном итоге и сделала возможной жизнь на Земле. Но слишком уж избыточное количество драгоценной Н2О могло бы превратить Землю не в наш дом в космосе, а в негостеприимный мир мертвого океана. И причиной того, что сценарий глобального океана не был реализован, вполне мог стать взрыв близкой сверхновой. Интернациональная группа ученых на основе компьютерного моделирования пришла к выводу, что радиоактивные элементы от произошедшего звездного взрыва, случившегося по соседству с формирующейся Солнечной системой, в значительной степени высушили «строительные элементы» Земли, прежде чем они окончательно сгруппировались воедино.
Если в протопланетном диске достаточно радиоактивных элементов, таких как алюминий-26, это увеличивает вероятность появления планет, благоприятных для жизни. Иллюстрация: NASA/JPL-Caltech
Глобальный океан многокилометровой глубины, дно которого покрывает сплошной и непроницаемый слой льда: именно так могла бы выглядеть Земля, если бы ее компоненты имели более высокое содержание воды во время ее формирования. И такие условия воспрепятствовали бы в конечном итоге геохимическим циклам, таким как углеродный цикл, обеспечившим в результате стабилизацию климата и создание условий, способствующих жизни, какой мы ее знаем.
Богатые водой планетезимали
То, что до этого дело так и не дошло, могло быть связано со смертью другой звезды. Группа исследователей из Высшей технической школы Цюриха и университетов Берна, Оксфорда, Байройта и Мичигана использовала компьютерные модели для моделирования благоприятного для жизни количества воды на Земле. Исследователи из группы Тима Лихтенберга осуществили симуляцию формирования планет из их изначальных элементов, так называемых планетезималей - фрагментов породы и льда диаметром, вероятно, в несколько десятков километров. При рождении планетной системы эти планетезимали образуются в диске из пыли и газа, окружающем звезду, превращаясь далее в планетарные зародыши.
«В настоящее время предполагается, что Земля унаследовала большую часть своей воды именно от этих отчасти богатых водой планетезималей», - объясняет Лихтенберг. - «Но если каменистая планета земного типа собирает много материала за пределами так называемой снежной линии, она в результате получает слишком много воды». Однако, если эти планетезимали нагреваются изнутри, часть исходного водяного льда испаряется и уходит в космическое пространство до того, как он может быть перенесен на планету.
Осушающий алюминий-26
На основании расчетов ученые предполагают, что именно это и могло произойти вскоре после рождения нашей Солнечной системы 4,6 миллиарда лет назад. Как раз во время формирования прото-Солнца в космическом соседстве вблизи него произошел взрыв сверхновой. В этой взрывающейся звезде образовались радиоактивные элементы, в том числе алюминий-26 (Al-26), которые были буквально впрыснуты в нашу молодую Солнечную систему либо в результате сильных звездных ветров, либо вследствие выброса сверхновой от умирающей массивной звезды.
При распаде Al-26 планетезимали нагреваются изнутри, вследствии чего происходит их высыхание. И на своей компьютерной модели исследователи смогли, наконец, показать: если Al-26 при рождении планетной системы присутствует в количествах, как это было в случае с нашей Солнечной системой, или даже в больших, то планетезимали систематически обезвоживаются вследствие такого нагрева перед включением в планетарные зародыши.
Два вида планетных систем
«Результаты нашего моделирования свидетельствуют о том, что существует два качественно разных типа планетных систем», - объясняет Лихтенберг. - «Один их вид похож на Солнечную систему, на планетах которой имеется мало воды. Другой вид - это системы с мирами-океанами, которые остались таковыми потому, что поблизости при их образовании не было массивной звезды и поэтому элемент Al-26 там отсутствовал». Таким образом, наличие элемента Al-26 во время образования планетезималей может иметь решающее значение в вопросе обогащения их водой.
Исследователи надеются, что опубликованные в журнале Nature Astronomy Letters результаты смогут помочь будущим космическим телескопам при охоте на экстрасолярные экзопланеты, в поиске возможных следов и различий в составе этих планет. И это заставляет ученых с еще большим нетерпением ожидать планируемые на недалекое будущее космические миссии, с помощью которых можно будет исследовать экзопланеты размером с Землю за пределами нашей Солнечной системы. И, возможно, мы тогда и получим ответ на вопрос о том, является ли наша родная планета уникальной или же во вселенной существуют практически бесчисленные миры, подобные нашему.
0
