Не редкость, а правило: галактика может быть заполнена "двойниками" Земли

Планеты, похожие на Землю, могут быть вовсе не редкостью, а распространённым итогом эволюции звездных систем. Новое исследование показывает, что условия для формирования сухих каменистых миров возникают гораздо чаще, чем предполагалось ранее. Ключевую роль в этом процессе могут играть взрывы сверхновых звезд. Об этом сообщает Газета. Ru со ссылкой на журнал Science Advances.

Как формируются "землеподобные" планеты

Современные модели предполагают, что Земля и другие планеты земной группы появились из планетезималей — небольших тел, состоявших из смеси льда и камня. Чтобы такие заготовки превратились в сухие, плотные планеты, они должны были рано потерять значительную часть воды. Этот процесс оказался связан с внутренним нагревом, вызванным распадом короткоживущих радиоактивных изотопов и тем, как формируются ключевые параметры планет, включая размер ядра и состав экзопланет.

Особую роль сыграл алюминий-26. Его присутствие в ранней Солнечной системе подтверждается анализом древнейших метеоритов. Именно этот изотоп обеспечивал интенсивный нагрев, благодаря которому вода испарялась или уходила в космос, оставляя после себя каменистую основу будущих планет.

Проблема со сверхновыми

Долгое время считалось, что радиоактивные элементы могли попасть в протопланетный диск только из близкой сверхновой. Однако здесь возникало серьёзное противоречие. Расчёты показывали, что для доставки нужного количества изотопов взрыв должен был произойти слишком близко к молодой звёздной системе. В таком случае ударная волна попросту разрушила бы диск, из которого формировались планеты.

Это несоответствие заставляло ученых сомневаться в универсальности сценария, по которому образовалась Земля, и рассматривать его как редкое стечение обстоятельств.

Новый механизм доставки изотопов

Команда исследователей под руководством Ре Савады из Токийского университета предложила альтернативное объяснение, получившее название "механизм погружения". Согласно их модели, сверхновая могла взорваться на безопасном расстоянии — примерно в 3,2 светового года от молодой Солнечной системы.

В таком случае протопланетный диск не разрушался. Ударная волна ускоряла заряженные частицы, превращая их в поток космических лучей. Именно они сыграли ключевую роль в формировании радиоактивного состава будущих планет.

Два пути формирования радиоактивных элементов

Расчёты показали, что изотопы попадали в протопланетный диск сразу двумя способами. Часть элементов, например железо-60, заносилась напрямую в виде межзвёздной пыли. Другая часть, включая алюминий-26, образовывалась уже внутри диска.

Это происходило в результате ядерных реакций, запускаемых при столкновении космических лучей со стабильными атомами вещества диска. В совокупности оба механизма точно воспроизводят соотношение радиоактивных элементов, обнаруженных в метеоритах, что ранее было сложно объяснить одной лишь моделью прямого загрязнения.

Что это значит для поиска жизни

Авторы исследования отмечают, что подобные условия могли возникать довольно часто. По их оценке, от 10 до 50% звезд, похожих на Солнце, формировались в среде с сопоставимым уровнем радиоактивных изотопов. Это означает, что сухие каменистые планеты с ограниченным запасом воды могут быть обычным явлением, а не исключением, что напрямую влияет на критерии поиска обитаемых планет.

Таким образом, Земля перестаёт выглядеть уникальным космическим феноменом. Напротив, подобные ей миры могут быть широко распространены в галактике, что существенно повышает шансы на существование потенциально обитаемых планет за пределами Солнечной системы.