Несколько миллиардов лет назад, когда Солнечная система только зарождалась, по молодому Солнцу путешествовал огромный мир. По размерам он мог быть сопоставим с Луной или даже с Марсом. Но однажды мощное столкновение разбило его на куски. Долгое время ученые лишь догадывались о его существовании. Теперь же у них появились прямые доказательства того, что эта потерянная планета, которую называют протопланетой, действительно когда-то существовала.
Открытие, описанное в журнале Earth and Planetary Science Letters, указывает на совершенно особый путь формирования планет, о котором раньше ничего не было известно. «Невероятно думать, что когда-то существовал такой большой мир, — говорит Аарон Белл, доцент кафедры наук о Земле в Университете Колорадо в Боулдере. — Мы знаем о нем только потому, что несколько его осколков случайно упали на Землю. Эти метеориты сохранили свидетельства совершенно другого пути развития ранних планет».
Редкий метеорит из Сахары и его секреты
Ключ к разгадке нашелся в пустыне Сахара. Там был обнаружен метеорит, получивший название Northwest Africa (NWA) 12774. Он относится к редчайшей группе антритов. Эти камни — одни из самых древних вулканических пород в Солнечной системе. Они сформировались всего через несколько миллионов лет после ее рождения, то есть около четырех с половиной миллиардов лет назад.
Антриты — настоящая редкость. Из более чем 80 тысяч метеоритов, найденных на Земле, к этой группе относятся лишь 68. Долгое время ученые ломали голову над их необычным составом. В них очень мало диоксида кремния, который является ключевым компонентом почти всех известных каменистых планет: Земли, Марса и других. Из-за такого химического состава исследователи считали, что антриты происходят с небольших астероидов, радиус которых не превышает 200 километров.
Следы колоссального давления в недрах планеты
Но когда Аарон Белл и его коллеги взялись за изучение NWA 12774, они нашли нечто необычное. В нем обнаружился клинопироксен — минерал, который часто встречается в земной коре и мантии. Но этот клинопироксен содержал необычно много алюминия. Такая особенность — важный признак того, что минерал сформировался под огромным давлением, глубоко внутри крупного небесного тела.
Ученые рассчитали, какие условия нужны для образования такого минерала. Результат их удивил. Чтобы появился алюминиевый клинопироксен, давление должно было быть не менее 17,5 килобар. Для сравнения: на дне Марианской впадины, самого глубокого места на Земле, давление достигает примерно 1 килобар. Стало ясно, что внутри небольшого астероида такого давления быть не могло. Следовательно, родительское тело антритов должно было иметь радиус как минимум 1000 километров.
Такое колоссальное давление могло существовать только внутри массивного объекта. Это полностью исключало версию с астероидом-малюткой.
Мир размером с Луну или Марс
Но и это еще не все. Дальнейшие исследования показали, что родительская планета была, вероятно, еще больше. Кристаллы внутри метеорита сохранили четкие края и тонкие химические особенности. Если бы они сформировались глубоко в недрах огромного мира, эти детали со временем стерлись бы. Но раз они сохранились, значит, кристаллы возникли относительно близко к поверхности.
Если такая трактовка верна, то первоначальный мир был намного крупнее минимальной оценки. По расчетам исследователей, радиус родительского тела антритов мог превышать 1800 километров. Это ставит его в один ряд с Луной, а по размерам он приближается к Марсу, радиус которого составляет 3300 километров.
«В ящиках столов лежит много метеоритов, которые до конца не изучены, — отмечает Белл. — Вполне вероятно, что мы просто не знаем о существовании еще нескольких таких протопланет».
Особый путь зарождения планет
Ученые пока точно не знают, что приключилось с этим древним миром. Скорее всего, он был разрушен в результате крупного столкновения в хаотичной ранней Солнечной системе. Его фрагменты могли впоследствии войти в состав других каменистых планет, включая нашу Землю.
Главный вывод, который делают исследователи, — это подтверждение уникального пути развития. «Материалы, из которых сформировалось родительское тело антритов, принципиально отличаются от того, из чего состоят Земля и Марс, — поясняет Белл. — Это указывает на совершенно другой, отдельный эволюционный путь формирования планет в ранней истории нашей Солнечной системы».
