Считается, что в результате этого фатального для Тейи столкновения у Земли появился естественный спутник
Протопланета Тейя, столкновение которой с Землей в далеком прошлом привело к образованию Луны, изначально была соседкой нашей планеты, но сформировалась, вероятно, несколько ближе к Солнцу. К такому выводу пришла международная группа исследователей, статья которых была опубликована в журнале Science.
Около 4,5 миллиарда лет назад произошло важнейшее событие в истории Земли: сравнительно небольшое (примерно с Марс) небесное тело, которое называют Тейя, столкнулось с еще молодой Землей (прото-Землей). В результате столкновения изменились размеры, состав и орбита Земли, а сам удар ознаменовал рождение Луны. Во всяком случае, пока именно эта теория гигантского удара лучше всего объясняет происхождение естественного спутника Земли.
До сих пор о Тейе почти ничего не известно — ни ее точные размеры, ни состав, ни происхождение, поскольку в результате столкновения протопланета была полностью уничтожена. Тем не менее, ее следы все еще можно обнаружить сегодня, в составе современных Земли и Луны, что позволило исследователям приблизиться к разгадке тайны происхождения Тейи.
Планетологи из Института исследований солнечной системы Общества Макса Планка (Германия), Чикагского университета (США) и Университет Клермон-Оверни (Франция) исходили из того факта, что состав небесного тела хранит всю историю его формирования, включая место его происхождения. Особенно показательны соотношения, в которых присутствуют в теле некоторые изотопы металлов.
Изотопы — это разновидности одного и того же химического элемента, отличающиеся только числом нейтронов в атомном ядре и, следовательно, массой. В ранней Солнечной системе изотопы одного и того же элемента были распределены неравномерно. Например, на окраинах Солнечной системы соотношение изотопов несколько отличалось от соотношения вблизи Солнца. Таким образом, информация о происхождении исходных строительных блоков небесного тела хранится в его изотопном составе.
В ходе исследования ученые точно определили соотношение различных изотопов железа в земных и лунных породах. Для этого они проанализировали 15 образцов земных пород, шесть образцов лунных пород, привезенных на Землю астронавтами миссий «Аполлон», а также 20 образцов пород метеоритов, относящихся к обыкновенным, энстатитовым и R-хондритам. Считается, что такие неуглистые хондриты образовались во внутренней части протопланетного диска.
Анализ показал, что земные и Лунные образцы имеют практически одинаковое изотопное соотношение железа, укладывающееся в диапазон результатов в образцах пород метеоритов. Затем исследователи объединили полученные результаты с результатами изотопного анализа других элементов — хрома, кальция, титана, молибдена и циркония. Основываясь на этих данных, ученые смоделировали, какой состав и размеры Тейи, а также какой состав ранней Земли могли привести к этому конечному современному состоянию.
«Самым убедительным сценарием оказался тот, в котором большинство составляющих Тейю и Землю материалов происходили из внутренней части Солнечной системы. Земля и Тейя, скорее всего, были соседками»
Тимо Хопп
планетолог, ведущий автор исследования
При этом расчеты показали, что Тейя могла сформироваться недалеко от прото-Земли, но немного ближе к Солнцу, прежде чем некие динамические процессы привели к ее столкновению с нашей планетой через 100 миллионов лет после образования Солнечной системы.
Напомним, недавно астрофизики предположили, что похожую катастрофу в далеком прошлом пережила и Венера.