Martin Schiller dan Martin Bizzarro dari Universitas Kopenhagen, dan Vera Assis Fernandes dari Museum Sejarah Alam di Berlin, telah mengusulkan model baru tata surya untuk menjelaskan perbedaan komposisi isotop planet. Penulis menolak asumsi bahwa benda besar dan kecil tumbuh secara bersamaan, tetapi pada kecepatan yang berbeda, dan percaya bahwa pertumbuhan benda kecil berakhir lebih awal daripada benda besar.
Hampir semua ahli saat ini percaya bahwa Matahari dan planet-planet terbentuk dari satu awan protoplanet. 99,9% dari massa piringan ini jatuh pada termasyhur. Saat matahari meledak, angin matahari menyapu hidrogen ringan dan helium dari sekitar bintang, sehingga raksasa gas sekarang berada di luar orbit Mars.
Di bawah sinar bintang muda, debu protoplanet disinter menjadi butiran yang disebut chondrules. Saling menempel, butiran ini membentuk batu kecil - kondrit. Omong-omong, "limbah konstruksi" inilah yang menyumbang 90% meteorit yang ditemukan di Bumi.
Secara bertahap, kondrit menempel menjadi benda yang lebih besar dan lebih besar - planetesimal. Gravitasi memberi mereka masuknya bahan segar, dan "embrio" ini tumbuh hingga yang terbesar menjadi planet, dan sisanya - asteroid. Ketika cadangan debu kosmik di piringan protoplanet habis, pertumbuhan benda-benda di tata surya berakhir.
Teori klasik mengasumsikan bahwa semua benda di tata surya tumbuh pada waktu yang sama, tetapi dengan kecepatan yang berbeda. Semakin masif tubuhnya, semakin kuat gravitasinya dan semakin banyak materi di sekitarnya yang akan dikumpulkannya, akibatnya, ukurannya semakin bertambah. Ini adalah prinsip bola salju, atau, secara ilmiah, umpan balik positif. Undang-undang ini mengatur pertumbuhan kota (orang lebih suka pergi ke daerah metropolitan, di mana ada lebih banyak uang dan peluang, yang membuatnya semakin berkembang), prevalensi bahasa (semakin banyak orang tahu bahasa tersebut, semakin banyak insentif untuk mempelajarinya), dan sebagainya.
Tanpa mempertanyakan teori lainnya, Schiller dan rekan-rekannya menolak model pertumbuhan ini. Menurut pendapat mereka, tubuh kecil tidak berhasil tumbuh, karena mereka telah menyelesaikan adhesi material lebih awal (seperti yang dikatakan para ahli, akresi).
Seperti yang dilaporkan jurnal Nature dalam ulasan pekerjaannya, penulis terinspirasi oleh perbedaan komposisi isotop berbagai benda di tata surya. Yakni, penulis menyelidiki rasio isotop kalsium 48Ca dan 44Ca di Bumi, Mars, Barat dan dalam sampel jenis meteorit langka: ureilites dan angrites.
Jika semua planet dan asteroid terbentuk dalam satu proses dari debu kosmik yang sama, mengapa rasio isotop ini berbeda? Ini biasanya dikaitkan dengan jarak yang berbeda ke Matahari dan, karenanya, suhu yang berbeda.
Video promosi:
Namun, penulis menemukan bahwa rasio isotop kalsium bergantung pada massa benda langit. Massa Bumi, Mars, dan Vesta diketahui dari pengamatan astronomi, dan perkiraan massa benda, yang fragmennya adalah meteorit, direkonstruksi oleh para ilmuwan berdasarkan sifat-sifat "tamu surgawi".
Rasio isotop 48 Ca / 44 Ca sekon diukur dengan μ48Ca. Ini dihitung sebagai berikut: μ 48 Ca = (48 Ca / 44 Ca benda langit - 48 Ca / 44 Ca Bumi) / (48 Ca / 44 Ca Bumi). Karena kenyataan bahwa perbedaan dalam komposisi isotop kecil, μ 48 Ca diukur dalam bagian per juta (ppm). Menurut definisi, untuk Bumi μ 48 Ca = 0, dan untuk benda lain nilai ini bisa positif dan negatif.
Schiller dan rekan menyarankan bahwa bagian dalam disk protoplanet, terletak di dalam orbit Jupiter saat ini, memiliki μ rendah 48 Ca nilai minus 150 ppm). Bahan ini cukup bagi planetesimal untuk tumbuh seukuran tubuh - tanah air Ureilites (diameter 200 kilometer).
Kemudian beberapa dari tubuh ini berhenti tumbuh. Mereka yang terus tumbuh meningkat massa mereka sudah karena bagian luar disk dengan μ 48 Ca sekitar 200 ppm (nilai khas untuk chondrites yang terbentuk di luar orbit Jupiter). Oleh karena itu, semakin lama pertumbuhan terus, semakin besar nilai akhir dari μ 48 Ca adalah. Vesta, berhenti pada diameter 530 kilometer, memiliki minus 100 ppm, Mars - minus 20 ppm, dan Bumi, seperti yang telah disebutkan, adalah 0 ppm.
Namun, kekuatan apa yang menyebabkan beberapa tubuh ini berhenti tumbuh? Ini bisa menjadi interaksi gravitasi yang kompleks antara "embrio planet", mengubah lintasannya. Planet-planet saat ini, dengan orbitnya yang hampir melingkar pada bidang cakram protoplanet, menjelajahi wilayah terkaya dari sistem yang baru lahir dan karena itu terus berkembang. Yang kalah, bagaimanapun, didorong keluar ke memanjang, dan mungkin berbaring di bidang yang berbeda dari lintasan, tetap pada diet kelaparan.
Kesimpulan tentang usia sampel yang berbeda juga dikonfirmasi dengan penanggalan oleh kandungan isotop radioaktif.
Namun, tidak dapat dikatakan bahwa model baru tersebut tidak memiliki masalah. Misalnya, ada pertanyaan sulit padanya terkait dengan pembentukan bulan. "Vesti. Nauka" (nauka.vesti.ru) menceritakan secara detail tentang tabrakan Bumi dengan Theia, yang melahirkan satelit kita. Biasanya diyakini bahwa Theia secara signifikan lebih kecil dari Bumi, tetapi dari teori penulis mengikuti bahwa dua benda dengan massa yang sama bertabrakan. Ini tidak konsisten dengan beberapa fakta yang diketahui.
Selain itu, ada penelitian yang menunjukkan bahwa masuknya materi dari bagian luar cakram protoplanet sudah berhenti dalam jutaan tahun pertama keberadaannya karena pembentukan Proto-Jupiter. Tidak mudah menjelaskan komposisi chondrites dalam kerangka model penulis.
Mungkin, teka-teki yang disebut "Pembentukan Tata Surya" masih kehilangan beberapa bagian penting, yang tanpanya model yang menjawab semua pertanyaan tidak dapat dibangun.
Anatoly Glyantsev
