Наша планетная система сформировалась более 4,5 миллиарда лет назад из газа и пыли, которые вращались вокруг молодого Солнца. Этот материал содержал сырье для формирования планет, лун и, в конечном счете, жизни. Особенно важны для живых организмов два элемента — азот и фосфор. Понимание того, как и когда Земля приобрела запасы этих веществ, критически важно для астробиологов, изучающих условия возникновения жизни.
Специалисты Университета Райса оценили соотношение фосфора к азоту в железных метеоритах и хондритах — двух типах космических объектов, которые представляют разные эпохи ранней Солнечной системы. Железные метеориты происходят от самого первого поколения планетезималей — небесных тел, из которых впоследствии формировались планеты. Хондриты появились от второго поколения планетезималей, которые образовались на 2−3 миллиона лет позже.
С помощью лабораторных экспериментов и геохимического моделирования команда восстановила карту распределения фосфора и азота в ранней Солнечной системе. Выяснилось, что у первого поколения планетезималей соотношение этих элементов было выше во внешней части системы и снижалось к внутренней. Во втором поколении картина оказалась обратной — более высокие концентрации наблюдались ближе к Солнцу.
Ключевым фактором этого изменения стал Юпитер. По мере того как газовый гигант формировался и набирал массу, его огромное гравитационное влияние начало ограничивать движение фосфора и азота из внутренней части Солнечной системы во внешнюю. В результате второе поколение планетезималей во внутренней области оказалось обогащено этими элементами.
«Для нашей Солнечной системы присутствие Юпитера и история его роста действительно сыграли критическую роль в определении распределения базовых химических ингредиентов, необходимых для обитаемых миров», — отмечает старший автор исследования, научный сотрудник Университета Райса в Хьюстоне Раджип Дасгупта.
Дополнительное геохимическое моделирование показало, что современное соотношение фосфора и азота на Земле лучше всего объясняется аккрецией вещества из внутренней Солнечной системы — как от древних железных планетезималей, так и от более поздних «внутренних» хондритов. «Мы можем с уверенностью сказать, что Земля получила запасы фосфора и азота в основном из внутренней части системы, без необходимости в значительном вкладе внешних хондритов», подчеркивает первый автор работы, аспирант Дебджит Патхак.
Эти результаты важны не только для понимания собственной истории Земли, но и для поиска обитаемых миров у других звезд. Если крупные газовые гиганты действительно помогают «правильно» рассортировать ключевые элементы, они становятся важным параметром в процессе возникновения жизни в планетных системах.
Ранее ученые выяснили, что поверхность Цереры гораздо сложнее, чем считалось ранее.
Источник: hi-tech.mail.ru