Почему Земля не сгорела в молодом Солнце? Юпитер встал щитом за 4 миллиона лет до её рождения

Учёные из Университета Райса в Хьюстоне выяснили, что Юпитер начал влиять на формирование Земли задолго до её появления. Согласно новому исследованию, именно растущая гравитация молодого газового гиганта изменила поток вещества в ранней Солнечной системе и предотвратила катастрофу, которая могла бы поглотить зачатки планет.

Когда Солнце только родилось, его окружал диск из газа и пыли — материал, из которого формировались будущие планеты. По компьютерным моделям команды Андре Изидоро из Университета Райса, стремительный рост Юпитера в первые миллионы лет нарушил движение этого вещества: мощное притяжение гиганта создало волны в диске и сформировало кольца и промежутки, похожие на следы от камня, брошенного в воду. Эти «гравитационные борозды» стали естественными барьерами, тормозящими поток газа к центру.

Именно в этих плотных кольцах, как отмечают исследователи, начали скапливаться мельчайшие частицы пыли, которые могли бы иначе упасть в Солнце. Благодаря этому они успели слипнуться в более крупные тела — планетезимали, ставшие основой для зарождения Земли, Венеры и Марса.

Когда масса Юпитера достигла критической отметки, он окончательно «разрезал» протопланетный диск на внутреннюю и внешнюю зону, перекрыв обмен веществом между ними. Это разделение объясняет, почему метеориты, найденные на Земле, делятся на два типа по изотопным составам — одни относятся к внутренней части системы, другие к внешней. До сих пор эти различия плохо согласовывались с моделями формирования планет, но теперь всё укладывается в единую картину. Как подчёркивает соавтор работы Байбхав Сривастава, новая модель «связывает две несостыковки — химические следы в метеоритах и динамику формирования планет».

Юпитер оказал влияние и на временную шкалу эволюции Солнечной системы. Расчёты показывают, что когда он остановил поступление вещества во внутреннюю область, это вызвало вторую волну рождения планетезималей. Именно из них позднее сформировались хондриты — древнейшие метеориты с застывшими каплями расплавленного вещества, которые до сих пор падают на Землю. Загадка, почему эти обломки появились через два–три миллиона лет после первых твёрдых тел, наконец получила объяснение: их происхождение напрямую связано с ростом Юпитера.

Компьютерные симуляции показали, что кольцевые структуры, вызванные гравитацией гиганта, очень похожи на диски, наблюдаемые телескопом ALMA вокруг молодых звёзд в других системах. Там тоже видны чёткие просветы, которые, по мнению астрономов, вырезают формирующиеся планеты. Таким образом, история нашего Солнца ничем не отличается от процессов, происходящих в других мирах: газовые гиганты буквально «лепят» свои системы, определяя, где и когда появятся каменные планеты.