Удар другой планеты о Землю привел к зарождению жизни: гипотеза

Ученые предложили новую модель, как Земля получила ключевые «ингредиенты» жизни — органику и воду.
Автор Наука Mail
столкновение Тейи и Луны, образовавшее Луну
Художественная иллюстрация гигантского удара, при котором протопланета Тейя столкнулась с Землей. Это событие не только сформировало Луну, но и могло доставить на планету жизненно важные химические веществаИсточник: Universetoday.com

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.

Один из сценариев поздней стадии роста планет
Сцена из смешанного моделирования: в ранние времена углеродистые и неуглеродистые тела взаимодействовали в области формирования землеподобных планет. К финалу остались четыре планеты, включая аналоги Земли и МарсаИсточник: Universetoday.com

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?

Схема: эволюция орбит и эксцентриситетов тел
Эволюция орбит и эксцентриситетов тел в моделировании с миграцией гигантских планет. Финальный кадр отображает реальную конфигурацию Солнечной системыИсточник: Universetoday.com

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.

График сравнения
График сравнения времени последних столкновений в моделировании с и без нестабильности гигантских планет. Цветовая кодировка показывает типы ударников — от сухих до богатых углеродомИсточник: Universetoday.com

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.