Гипотетическая планета Тейя, столкнувшаяся с Землей на заре формирования Солнечной системы, прилетела не из окраин Солнечной системы, а была соседкой нашей планеты. К такому выводу пришли немецкие ученые в статье, опубликованной в журнале Science.
Согласно существующим представлениям, примерно через 100 млн лет после образования Солнечной системы молодая протоЗемля столкнулась с небольшой гипотетической планетой Тейя размером с Марс. В результате этой катастрофы образовались Земля в нынешнем виде и Луна, «собравшаяся» на ее орбите из обломков после этого столкновения.
Однако, рассуждая об этом событии, ученые имеют гораздо больше вопросов, чем ответов: что за планета ударила в протоЗемлю? насколько большой она была? каков был ее состав? из какой части Солнечной системы она прилетела?
Ответить на последний вопрос попытались ученые Института исследования Солнечной системы имени Макса Планка (Германия). Изотопный состав вещества, то есть концентрация тех или иных изотопов (атомов с одним зарядом ядра, но разной массой) определяется тем, из какой области Солнечной системы это вещество взялось. Это утверждение справедливо для воды, органики и любых минералов на нашей и других планетах. Большинство моделей, описывающих столкновение Тейи с протоЗемлей, указывают на то, что Луна должна была образоваться по большей части за счет вещества именно Тейи.
Поэтому, проведя сравнительный изотопный анализ проб вещества Луны и Земли можно указать, из какой области Солнечной системы прилетела Тейя. Для этого ученые провели анализ содержания различных изотопов железа в 15 образцах земных пород, метеоритов и в шести лунных, доставленных на Землю американскими экспедициями «Аполлон».
Результат не сильно удивил ученых — Луна и Земля оказались мало отличимы в этом отношении, на что раньше указывали и аналогичные исследования изотопов хрома, кальция, титана и циркония. Тем не менее схожесть составов не дает точных оснований судить о происхождении Тейи — к нынешнему распределению изотопов могли привести различные сценарии. Так, еще до удара часть железа Земли вместе с молибденом могла опуститься вглубь, образовав железное ядро. Поэтому железо, существующее в наше время в мантии, могло быть доставлено на Землю и в составе Тейи.
Основываясь на данных не только по железу, но и хрому, молибдену и цирконию, чьи концентрации соответствуют разным стадиям образования планеты, ученые просчитали множество сценариев, которые могли привести к современному распределению изотопов.
«Самым убедительным оказался сценарий, при котором основная часть вещества Земли и Тейи образовалась внутри Солнечной системы. Земля и Тейя скорее всего были соседками», — пояснил автор исследования Тимо Хопп.
«Наши подсчеты показали, что Тейя могла образоваться ближе к Солнцу, чем Земля», — говорится в исследовании.