Загадка рождения планет: Кто появился первым?

Около 4,6 миллиардов лет назад коллапс газопылевого облака положил начало формированию нашей Солнечной системы. Затем образовалась туманность с мощной гравитацией, что дало толчок рождению Солнца. Однако последующие события оставляют простор для споров о том, какие планеты сформировались первыми.

Итак, что же нам известно о том, какие планеты возникли раньше, а какие — позже?

Несмотря на передовые методы, такие как датировка органических материалов из космоса, многочисленные визиты на Луну и экспедиции марсоходов на Марс, планетологи до сих пор не уверены в точной последовательности рождения планет в Солнечной системе. Помимо изначального формирования, существует несколько конкурирующих теорий, объясняющих порядок появления планет.

«Это сложно — нет простых ответов на вопрос об измерении времени в космосе, — рассказал Live Science Майкл Майер, заведующий кафедрой астрономии Мичиганского университета. — Это самая сложная задача в астрономии».

Наиболее общепринятое объяснение формирования восьми планет нашей системы называется аккрецией — когда мелкие частицы газа и пыли сталкиваются и слипаются, что позволяет им наращивать гравитацию и расти со временем.

Согласно NASA, одна популярная теория, предполагающая аккрецию, гласит, что сначала начали формироваться крупные планеты вдали от Солнца. По мере роста они двигались outward, освобождая место для формирования твердых, каменистых планет земной группы. Этот процесс происходил ближе к Солнцу и на миллионы лет позже (что относительно мало по астрономическим меркам).

«Чтобы сформировать планету-гигант, нужно иметь достаточно газа, чтобы создать Юпитер — а это задает нам жесткий верхний предел того, сколько времени может занять формирование газового гиганта, — сказал Майер. — Если не запустить весь процесс достаточно быстро, и газ рассеется, то газового гиганта не получится. Вот почему мы считаем, что газовые гиганты сформировались первыми».

Но конкурирующая теория, известная как модель потоковой неустойчивости, предлагает иное объяснение. Позволяя планетам набирать массу более спонтанно, эта теория предполагает совершенно иную последовательность событий.

«Я бы предположил, что, возможно, планеты земной группы сформировались первыми, а гигантские планеты просто перестали формироваться, когда газ закончился, — рассказал Live Science Кауэ Борлина, доцент кафедры планетологии Университета Пердью. — После этого начался хаотический процесс накопления массы».

Определение возраста планеты

Ученые все еще спорят, какая теория лучше всего объясняет формирование Солнечной системы. Но даже сам подход к определению возраста планеты не так прост.

«Существует два разных способа думать о возрасте планеты», — говорит Гайя Стуки де Кей, планетолог из Массачусетского технологического института. Вместо того чтобы датировать планету по ее происхождению, некоторые ученые сосредотачиваются на ее поверхности.

«Я рассматриваю возраст скорее как возраст поверхности, потому что поверхности могут быть очень старыми, как сохранившийся ландшафт, или очень молодыми, если процессы все еще активны», например, тектоника плит, — пояснила Стуки де Кей.

Один из методов, который ученые используют для определения возраста планеты, — это ручной подсчет кратеров на ее поверхности. С этой точки зрения, Землю можно считать самой молодой планетой, поскольку ее поверхность постоянно меняется, за ней следуют Венера и Марс, сказала она.

К сожалению, ограничения современных методов датировки планет означают, что ученые могут лишь оценить возраст каждой планеты. И поскольку даже небольшая погрешность может составлять миллионы лет в истории Вселенной, исследователи продолжают собирать данные, чтобы воссоздать более точную хронологию.

«Если мы когда-нибудь захотим получить полную картину того, как и когда формируются планеты, я считаю, что образцы — это crucialная часть головоломки, — сказал Борлина. — И получить образцы из некоторых мест немного сложнее, чем с других, но у нас уже есть образцы на Марсе, которые просто ждут, когда мы их заберем».

Однако будущие миссии, такие как возвращение образцов с Марса, могут стать тем самым ключом, который перевернет наши представления. Анализ первозданного вещества Красной планеты, не подвергавшегося влиянию земной атмосферы, может предоставить беспрецедентные данные о составе ранней Солнечной системы.

Более того, планируемые экспедиции к ледяным гигантам Урану и Нептуну, а также к спутникам Юпитера и Сатурна, таким как Европа и Энцелад, где под ледяными корками скрываются океаны жидкой воды, могут раскрыть новые этапы планетарной эволюции.

Возможно, ответ кроется не в поиске единой последовательности, а в понимании того, что формирование планет было хаотичным и разнонаправленным процессом, где каждый мир имеет свою уникальную историю рождения, переплетенную с историей своих соседей.