Исследование, опубликованное в журнале Icarus, провели ученые из Института астрофизики и космических наук Лиссабонской астрономической обсерватории под руководством Дуарте Бранко. Согласно их расчетам, именно гипотетическое столкновение с протопланетой Тейя больше 4 млрд лет назад могло обеспечить Землю углеродистыми соединениями и другими веществами, необходимыми для жизни.
Одним из ключевых понятий в космохимии является различие между углеродистыми хондритами (УХ) и неуглеродистыми метеоритами (НМ). Эти две группы указывают на наличие двух разных резервуаров вещества в ранней Солнечной системе. УХ сформировались в холодных внешних областях, вероятно, за орбитой Юпитера, и содержат много летучих соединений — воды, органики и других элементов, связанных с возможностью жизни. НМ, напротив, возникли ближе к Солнцу, включают железные метеориты и бедны летучими веществами.
Земля сформировалась в бурной, динамичной среде, где молодые планеты сталкивались друг с другом и с планетезималями (прототипами планет). Космохимики давно заметили, что по сравнению, например, с Марсом, наша планета содержит аномально высокую долю вещества из УХ. Но как материал из внешних областей оказался во внутренней части Солнечной системы?
Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи смоделировали три сценария поздней стадии роста планет. В одном варианте учитывались только мелкие тела УХ, в другом — только крупные протопланеты, в третьем — и те, и другие. В половине «смешанных» симуляций последний крупный «ударник» Земли (Тейя) был углеродистым. В 38,5% случаев Тейя представляла собой чистый эмбрион УХ, еще в 13,5% — смешанный объект, ранее вобравший в себя материал из обоих резервуаров.
Решающим оказался фактор миграции гигантских планет. Согласно так называемой «модели Ниццы», орбита Юпитера сместилась, вытеснив углеродистые тела из внешней части системы ближе к Солнцу. Некоторые оказались в поясе астероидов, другие — столкнулись с растущими планетами. Именно такие столкновения, особенно с крупными телами вроде Тейи, могли принести на Землю углерод и воду.
Результаты моделирования подтверждают гипотезу: появление Луны и зарождение жизни на Земле — следствие одного и того же события. Удар с Тейей произошел спустя 5−150 млн лет после рассеивания газового диска. И, вероятно, именно он доставил на Землю вещества, без которых невозможна жизнь.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что обсерватория Веры Рубин показала шаровые скопления.