Астрофизики В. И. Павлов из Университета Лилль-I (Франция) и Е. П. Тито из Научно-консультативной группы в Пасадене (США) предложили гипотезу, объясняющую, почему в Солнечной системе существуют землеподобные планеты и наблюдаются изотопные аномалии. Они предполагают, что это является следствием столкновения крупного тела с нейтронной звездой.
По мнению ученых, колоссальный удар, приключившийся, когда нейтронная звезда лоб в лоб столкнулась с массивным объектом, возможно, гигантской планетой, мог уничтожить сам объект, но зато благодаря ему в нашей системе появились несколько мелких тел, обогащенных тяжелыми элементами, одним из которых и была наша Земля.
Ранее предполагалось, что изобилие в Солнечной системе элементов тяжелее железа обусловлено взрывом на близком расстоянии сверхновой, который предшествовал образованию Солнца и планет. Но Павлов и Тито считают данную теорию не слишком убедительной. Прежде всего, к моменту формирования в нашей системе метеоритных тел в их составе имелись такие короткоживущие изотопы, как 26Al, 41Ca, 53Mn и 60Fe. А они могли появиться лишь в случае, если взрыв сверхновой произошел одновременно с возникновением Солнечной системы или за короткое время до того как сформировалось наше светило. Однако при моделировании не была достигнута та изотопная концентрация, которая соответствует следам изотопов в реальных метеоритах. Так, в одних моделях наблюдается избыток алюминия-26 и при этом недостаток кальция-41, а в других — наоборот.
Кроме того, в углистых хондритах типа CI встречаются следы как минимум пяти минералогически различных фаз, включающие в себя аномальные изотопы марганца и кальция, что позволило экспертам судить об их происхождении из абсолютно разных космических источников.
С наибольшей вероятностью такой изотопный состав мог стать следствием взрыва светила в 25 раз массивнее Солнца на дистанции не дальше 0,2 парсека (0,65 светового года) от зародыша Солнечной системы. Между тем, если бы вспышка сверхновой произошла на более близком расстоянии от места зарождения нашей будущей системы, то протозвездное облако должно было рассеяться, а этого, судя по всему, так и не произошло.
Наконец, если бы само облако, из которого впоследствии возникла Солнечная система, оказалось бы на близкой дистанции от вспыхнувшей позднее яркой массивной звезды, то под воздействием ультрафиолетового излучения оно не смогло бы достичь нужной плотности. Следовательно, протозвездное облако могло сформироваться только вдали от вышеупомянутой сверхновой, но впоследствии должно было мигрировать на более близкое расстояние. Тем не менее, такой сценарий представляется маловероятным, поскольку для его реализации необходимо совпадение множества факторов.
Если придерживаться той же теории сверхновой, то сложно понять, откуда в Ca-Al-включениях метеоритов из углистых хондритов взялись и бериллий-10, и литий-7. Дело в том, что первый элемент в звездах вообще не образуется, а второй происходит от бериллия-7, период полураспада которого составляет 53 дня. Это значит, что оба изотопа могли возникнуть только внутри нашей системы, а не снаружи ее. Но в таком случае, что могло их породить? Пока на этот вопрос не смогла ответить ни одна из построенных моделей.
Что же приключилось в действительности? По мнению Павлова и Тито, еще до того как Солнечная система была сформирована, произошло столкновение некоей компактной нейтронной звезды либо с гигантской планетой (коричневым карликом), либо с краем нашего светила. В итоге объект был уничтожен, а нейтронная звезда потеряла часть своего вещества. Оно "размазалось" по системе, создав в ней среду, насыщенную свободными нейтронами и протонами. Это и стало причиной изотопных аномалий.
Насколько вероятно прохождение нейтронной звезды через "эмбрион" будущей Солнечной системы? Увы, мы не знаем точного места ее образования, а следовательно, не можем представлять себе, какая именно там существует концентрация нейтронных звезд. Скорее всего, событие все же являлось уникальным. Исследователи считают, что подобное может происходить не чаще, чем раз в квинтиллион лет.
Есть в теории Павлова и Тито и другие сомнительные моменты. Например, вряд ли оправдан вывод ученых о том, что до того как наш протопланетный диск столкнулся с нейтронной звездой, в нем отсутствовали землеподобные планеты, а имелись только газовые гиганты или их зародыши. Эксперты исходят из того, что наша Солнечная система не является типичной, но у нас нет эталона "типичной системы", так как средства наблюдения пока несовершенны.
Кроме того, из новоявленной теории следует, что экзопланеты земных размеров в других системах, которые не подвергались "атакам" со стороны нейтронных звезд, должны отличаться по изотопному и химическому составу от аналогичных планет нашей системы. Но насколько существенны эти различия, покажут только будущие наблюдения.
Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"