Каменистые планеты Солнечной системы сформировались не из того же самого материала, что Солнце. Такой вывод ученые сделали, проведя изотопный анализ частиц солнечного ветра, добытых зондом Genesis.
Планеты и светило, вокруг которого они обращаются, формируются из одного и того же газопылевого облака. Составляющие его частицы слипаются вместе под воздействием силы тяжести и образуют более крупные фрагменты, которые, в свою очередь, притягивают новые пылевые частицы.
Авторы новых работ изучали частицы солнечного ветра, собранные зондом Genesis, запущенным в космос в 2001 году. Солнечным ветром называют поток высокоэнергетических частиц, летящих от Солнца. Genesis сбросил капсулу, в которой находились частицы, на Землю в сентябре 2004 года, однако ее приземление было аварийным - капсула рухнула в штате Юта, двигаясь со скоростью около 306 километров в час.
Несмотря на неудачное приземление часть собранных образцов оказалась пригодна для анализа. Исследователи из первой группы сосредоточились на изучении изотопов кислорода. Помимо наиболее распространенного изотопа кислорода-16 существуют также изотопы кислорода-17 и кислорода-18 (изотопами называют атомы одного и того же элемента, содержащие различное число нейтронов). Оказалось, что Солнце содержит намного больше кислорода-16, чем Земля и другие каменистые планеты.
Ученые предложили гипотезу, которая объясняет наблюдаемые различия. Около 4,6 миллиарда лет назад, когда Солнце уже сформировалась, а планеты еще нет, большая часть кислорода в Солнечной системе была связана с углеродом в молекулах угарного газа (CO). Так как кислорода-16 было больше, чем других изотопов этого элемента, основная часть молекул CO содержала именно его.
Молекулы CO могут разрушаться под воздействием фотонов, причем в зависимости от того, какой изотоп содержится в молекуле, необходимы фотоны различной энергии. Согласно предложенной гипотезе, фотоны, необходимые для разрушения молекул CO, содержащих изотоп кислорода-16 преимущественно поглощались во внешней части газопылевого облака, соответственно, в центральной части этот изотоп оставался связанным. Фотоны, разрушающие другие два изотопа кислорода, напротив, легко проходили в центральную часть облака. Соответственно, освободившиеся изотопы кислорода-17 и кислорода-18 включались в состав планет.
Другой коллектив ученых анализировал соотношение изотопов азота-14 и азота-15. Специалисты выяснили, что в частицах солнечного ветра содержится на 40 процентов меньше азота-15, чем в различных веществах на Земле. Исследователи предполагают, что обнаруженная разница появилась в результате механизма, сходного с описанным выше для кислорода. Однако они не исключают, что избыток тяжелого изотопа азота может происходить из дальнего космоса.
