Ученые выяснили происхождение Тейи, столкнувшейся с Землей и породившей Луну
Колоссальное небесное тело Тейя, столкновение которого с Землей привело к рождению Луны, могло приблизиться со стороны Солнца, что дает ответ на фундаментальный вопрос о формировании нашей Солнечной системы. Противоречия между теорией и реальными измерениями долгое время оставляли завесу тайны над образованием Луны и переходом от прото-Земли к нашей современной планете. Одним из ключевых вопросов было место формирования Тейи — во внутренней или внешней Солнечной системе, что предполагало доступ к совершенно разным исходным материалам для этих огромных космических тел.
Понимание состава этого древнего тела, навсегда изменившего облик Земли, является ключом к расшифровке ранней Солнечной системы. Каменистые планеты формируются из протопланетного диска — вращающейся полосы газа и пыли, оставшейся после рождения новой звезды. Внутри этого диска частицы сталкиваются, слипаются и постепенно собираются в планеты. Поскольку компоненты диска распределены неравномерно, они оставляют химические следы, помогающие определить, где зародились те или иные тела.
Отслеживая изотопы железа в земных и лунных породах, ученые смогли сузить круг возможностей. В новом исследовании специалисты выдвигают предположение, что Тейя приблизилась с солнечного направления, прежде чем столкнуться с Землей примерно через 100 миллионов лет после формирования Солнечной системы. Предыдущее моделирование указывало на то, что Тейя внесла основной вклад в материал, из которого образовалась Луна. Одним из способов проверить это было сравнение изотопных сигнатур между лунными и земными образцами. Поскольку изотопный распад следует предсказуемым временным рамкам, он может показать, произошли ли два образца из разных источников.
Однако результаты оказались загадочными: многие изотопные сигнатуры Земли и Луны почти идентичны. Это отсутствие различий осложнило попытки определить происхождение Тейи и породило три возможности: Луна сформировалась в основном из материала прото-Земли; столкновение привело к гомогенизации материала обоих тел; или же Тейя изначально сформировалась очень близко к прото-Земли. Исследовательская группа вновь обратилась к «канонической» модели, согласно которой Луна состоит преимущественно из материала Тейи, и попыталась проверить ее напрямую. Они проанализировали изотопные данные лунных пород, земных образцов и метеоритов, чтобы реконструировать резервуары, которые питали как Тейю, так и прото-Землю.
Земля и Луна наиболее близко соответствуют неуглеродистым метеоритам из внутренней Солнечной системы. Слабые отрицательные отклонения в изотопах железа, циркония и молибдена позволили исследователям связать лунные образцы с определенными группами метеоритов. Исходя из этого, команда пришла к выводу, что Тейя зародилась во внутренней Солнечной системе — но даже ближе к Солнцу, чем регион, породивший прото-Землю. Теперь, когда эта долго неразрешимая загадка, возможно, разгадана, ученые получают более ясное представление о том, как ранняя архитектура Солнечной системы сформировала мир, в котором мы живем сегодня.