Астрономія
Астрономія

Дегазація метеоритів вказала на склад ранніх атмосфер планет земної групи

Дослідники провели лабораторні експерименти та виміряли леткі речовини, що виділяються під час нагрівання метеоритів. Про це вони пишуть у журналі Nature Astronomy. Виявилося, що така дегазація може утворити багату водою атмосферу із значною кількістю монооксиду вуглецю та вуглекислого газу.

Рання Земля. Dan Durda / Southwest Research Institute

Рання Земля. Dan Durda / Southwest Research Institute

Як утворюються атмосфери планет земної групи?

Тоді як планети-гіганти утворюють первинні атмосфери, захоплюючи гази із зоряних туманностей, формування атмосфер для планет з низькою масою є більш складним процесом. Первісна рання атмосфера утворюється, якщо протопланета накопичує достатньо маси ще до розсіювання газового диска. Але потім кілька факторів можуть призвести до втрати летких речовин на початку історії планети. Наприклад, її низька маса, зіткнення із іншими астрономічними тілами, великі потоки екстремального ультрафіолетового та рентгенівського випромінювання від молодих зірок. Натомість такі планети отримують вторинні атмосфери, які утворюються внаслідок випаровування летких речовин під час і після аккреції. Вважається, що планети внутрішньої Сонячної системи утворилися шляхом акреції планетезималей, склад яких подібний до складу хондритів. Хоча метеорити мають найрізноманітніший спектр летких речовин, їх можна розділити на три основні типи: хондрити, ахондрити та залізні метеорити. Кам'яні хондрити походять від недиференційованих планетезималей, що складаються з матеріалу протопланетного диска, тоді як ахондрити та залізні метеорити переживали плавлення і походять від частково або повністю диференційованих планетезималей.

Яке дослідження провели вчені?

Дослідники використали три зразки вуглецевих хондритів. Матеріали, які містить саме цей тип метеоритів, як вважається, були джерелом летких речовин для планет земної групи у Сонячній системі. Зразки нагріли в лабораторії до 1200 градусів за Цельсієм — у таких умовах відбувалася акреція планетезималей. У результаті вчені спостерігали дегазацію матеріалу та змогли зафіксувати види сполук, що виділилися, та їхню кількість.

Зразки трьох вуглецевих хондритів були використані у дослідженні. M. Thompson et al

Зразки трьох вуглецевих хондритів були використані у дослідженні. M. Thompson et al

Що показали результати?

Водяна пара була домінуючим газом, що виділився під час експериментів, і складала близько 66% летких речовин. Також науковці зафіксували значну кількість монооксиду вуглецю (18%) та вуглекислого газу (15%) і значно меншу кількість водню та сірководню (до 1%). Ці результати забезпечують експериментальні дані щодо початкового хімічного складу атмосфер планет земної групи.

аккреції
Нарощування матеріалу
недиференційованих
Планетезималі, у яких ще не утворилися різні внутрішні шари: мантія, ядро