Ученые обнаружили, что крошечные алмазы, обнаруженные внутри метеорита, демонстрируют признаки их происхождения на погибшей планете, которая восходит к самым ранним дням Солнечной системы.
Это удивительное открытие могло помочь нам разобраться в одном из самых прочных вопросов астрономии - о формировании планет.
По словам исследователей из Федеральной политехнической школы Лозанны, алмазы из астероида по имени Almahata Sitta, который упал в нубийскую пустыню в октябре 2008 года, сформировались под давлением, согласующимся с протопланетами Солнечной системы.
Существует много тайн о формировании планет, но, основываясь на нашей Солнечной системе и изучая растущее число экзопланет, мы более или менее знаем, как это может работать.
Все начинается с пылевых зерен в протопланетном диске вокруг молодой звезды. Благодаря электростатическим силам эти зерна начинают цепляться друг к другу.
Если достаточное количество зерен пыли постепенно накапливается, образуя более крупные глыбы, а затем достаточное количество этих скоплений глыб сталкивается и сливается вместе, все это гравитационно переходит в более прочное тело размером от 1 до 10 километров - планетарное.
Большинство планетезималей такими и остаются. Но некоторые из них с помощью своего магнитного поля и эксцентрических орбит сталкиваются и объединяются вместе, часто на большой скорости, создавая большие объекты с размером между Луной и Марсом, с расплавленным ядром.
Они называются протопланетами, «эмбрионами» планет, а в ранней Солнечной системе их было сотни.
Иллюстрация художником концепции протопланетного диска. Изображение: NASA/JPL-Caltech.
Со временем они неоднократно сталкивались друг с другом, сливаясь в большими и большими массы, пока не сформировали планеты, которые мы знаем сегодня.
Астероиды, все еще летающие вокруг Солнечной системы, считают астрономы, являются остатками тех дней - от повторных столкновений, которые вынесли материал обратно в космос.
Almahata Sitta был редким случаем - первый метеоритный материал был извлечен из астероида, который был отслежен в космосе и во время его столкновения с Землей.
Но это не единственное, что сделало Almahata Sitta особенным. Оказалось, что это редкий тип метеорита, называемый уреит, который имеет необычный состав по сравнению с другими каменистыми метеоритами - он содержит много углерода в виде наноалмазов.
Существуют три модели формирования уреилита: шоковое ударное преобразование углерода в алмаз посредством высокоскоростного ударного воздействия; химическое осаждение из паровой фазы внутри солнечной туманности; и статическое высокое давление внутри большего тела, такого как протопланета.
Однако до сих пор не было найдено никаких доказательств для подтверждения верности одного какого-либо из этих методов относительно других.
Исследователи, возглавляемые ученым-планетологом Фархангом Набии (Farhang Nabiei), изучали алмазные включения внутри метеорита и обнаружили относительно большие индивидуальные кристаллы алмаза размером до 100 мкм, которые не могли образоваться в результате события удара, из-за короткой продолжительности такого события, так как такого времени не достаточно для образования таких крупных кристаллов.
Кроме того, исследователи заявили, что химическое осаждение из паровой фазы привело бы к образованию размеров кристаллов, что исключает статическое высокое давление.
Другая увлекательная вещь о бриллиантах заключается в том, что, поскольку они формируются, они часто захватывают минералы, присутствующие в их среде формирования. Используя просвечивающий (трансмиссионный) электронный микроскоп и спектроскопия характеристических потерь энергии электронами, команда проанализировала алмазы Almahata Sitta, чтобы узнать, что это за минеральные включения.
Они обнаружили хромит, фосфат и сульфид железа-никеля, встроенные в алмаз, с составами и морфологиями, которые могли произойти только при большем давлении, чем 20 гигапаскалей, что почти в 200 000 раз превышает атмосферное давление на уровне моря.
Здесь, на Земле, большинство бриллиантов сформировано давлением всего около 4,5 гигапаскалей. Результат команды предполагает, что алмазы в Almahata Sitta сформировались в протопланете с размером от Меркурия до Марса.
«Хотя это первое убедительное доказательство такого большого тела, которое с тех пор исчезло, их существование в ранней Солнечной системе было предсказано моделями образования планет», - пишут исследователи в своей статье.
«Тела размером с Марс были обычным явлением, и они либо срослись, чтобы образовать большие планеты, либо столкнулись с Солнцем или были выброшены из Солнечной системы».
«Это исследование дает убедительные доказательства того, что родительское тело уреилита было одной из таких больших «потерянных» планет, прежде чем оно было разрушено столкновениями».
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
Источник: sciencealert.com
