Нима Вселената щампова Земи като на поточна линия? Нова теория подсказва, че не сме сами

Ново обяснение за метеоритите подсказва, че планетите от земен тип може би не са рядкост във Вселената.

Въпросът за това колко често във Вселената се срещат „земноподобни“ скалисти планети е свързан не само с водата и орбитата, но и с радиоактивното „нагряване“ в самото начало. Авторите на статията предлагат нов сценарий, за да обяснят как ранната Слънчева система е могла да получи необходимата доза краткоживеещи радиоактивни изотопи, без да загуби протопланетния си диск, и стигат до заключението, че условия, подобни на нашите, може да са били много по-често срещани, отколкото се смяташе.

В нашата система формирането на земеподобни планети е протичало основно под въздействието на топлината от разпадането на краткоживеещи радионуклиди, предимно алуминий-26. Смята се, че тази топлина е спомогнала за нагряването и „изсушаването“ на ранните тела – планетезимали, като ги е накарала да загубят част от водата и летливите си вещества.

Анализът на метеоритите показва, че в самото начало на Слънчевата система е имало набор от такива изотопи с период на полуразпад по-малък от 5 млн. години, като това не са били локални следи, а глобална картина по целия диск. В същото време запасите, наследени само от молекулярния облак, не са достатъчни според изчисленията: изотопите се разпадат твърде бързо, а също така е трудно да се обясни наблюдаваната нехомогенност на алуминия-26 в най-ранните включвания.

Дълго време за основен кандидат за източник на такива изотопи се смяташе близката свръхнова, която е „инжектирала“ продуктите от експлозията в протослънчевия диск. Но този подход има два проблема едновременно: съществуващите модели не се съгласуват добре с относителните дялове на различните изотопи, а „разстоянието на успеха“ се оказва опасно малко. Ако една свръхнова е твърде близо, тя може да унищожи диска; ако е по-далеч, тя не произвежда необходимото количество вещество. Някои комбинирани идеи се опитват да „разпределят ролите“ между свръхновите и други механизми, като например термоядрения синтез в протослънчевите изригвания, но дори и там остават несъответствия в големината, както и въпросът как такъв локален процес може равномерно да „разпръсне“ изотопите по целия диск.

Авторите наричат новопредложения механизъм „потапяне“. Същността му се състои в това, че когато свръхнова експлодира в близост до млада звезда, протопланетният диск не само получава някои изотопи от изхвърлянето, но и буквално е „обгърнат“ от областта на ударната вълна, където се задържат ускорени частици – уловени космически лъчи. Тези частици, според идеята, бомбардират газа и малките зрънца в целия диск и започват неравновесен синтез на изотопи направо на мястото. Двата приноса могат да се комбинират в един сценарий: някои изотопи идват чрез инжектиране от свръхновата, други се раждат в диска под въздействието на облъчването и заедно това доближава изчислените стойности до тези, реконструирани от метеорити, в рамките на обща неопределеност от порядък.

Ключова подробност става разстоянието: около един парсек, т.е. забележимо по-далеч от „разрушителния“ праг. На това разстояние дискът би трябвало да оцелее, а условията за облъчване остават реалистични, тъй като налягането на ударната вълна е в състояние да компресира хелиосферата до мащаб, по-малък от земната орбита, и всъщност да премахне магнитния „щит“, който пречи на частиците да достигнат до субстанцията на диска. Авторите изчислиха, че частици с енергии до около 1 GeV могат да проникнат през зърна с размер до няколко сантиметра, така че това не е точков резултат на ръба на системата, а процес, който потенциално засяга значителна част от материала.

След това авторите правят крачка от химията на метеоритите към статистиката на звездните купове. Ако Слънцето се е формирало в звезден куп, вероятността да се случи поне една експлозия на свръхнова в рамките на около един парсек по време на живота на диска е висока за типичните условия, което означава, че подобно „потапяне“ не изглежда като чак толкова рядък късмет.

В резултат на това специалистите стигат до оценката, че забележима част от слънцеподобните звезди – поне около 10%, а може би и до половината – биха могли да са получили подобни запаси от краткоживеещи радионуклиди. И тъй като количеството алуминий-26 може да повлияе на това колко воднисти или, обратно, „сухи“ ще станат скалистите планети, авторите смятат, че подобни на Земята светове би трябвало да се срещат по-често в Галактиката, отколкото предполагаха моделите, в които Слънчевата система изглеждаше като изключение.