Науковці виявили перші переконливі доказі існування масивного небесного тіла, яке оберталося навколо Сонця ще на світанку формування Сонячної системи, а потім було знищене катастрофічним зіткненням. Відкриття, опубліковане у виданні Earth and Planetary Science Letters, змушує переглянути уявлення про те, як формувалися перші планети понад 4,5 мільярда років тому.
Незвичний камінь із пустелі
У центрі дослідження — метеорит NWA 12774, знайдений у пустелі Сахара 2019 року. Його віднесли до рідкісного класу "ангритів" — найдавніших вулканічних порід Сонячної системи, на які припадає лише близько 0,09% усіх відомих метеоритів. Ангрити давно цікавили вчених через свій нетиповий хімічний склад: на відміну від Землі, Марса та інших скелястих планет, у них вкрай мало діоксиду кремнію — речовини, яка є основним компонентом практично всіх відомих твердих планет. Через таку особливість дослідники раніше припускали, що ангрити походять із невеликих астероїдів радіусом менше 200 кілометрів.
Тиск, який неможливо пояснити малим астероїдом
Команда під керівництвом Аарона Белла з Університету Колорадо в Боулдері виявила у складі метеорита кристали клінопіроксену — мінералу, поширеного в земній корі та мантії. Особливістю цих кристалів була надзвичайно висока концентрація алюмінію — ознака того, що вони сформувалися під колосальним тиском у глибині значно більшого небесного тіла.
Розрахунки показали: для утворення такого мінералу потрібен тиск щонайменше 17,5 кілобар — це більш ніж у 17 разів перевищує тиск на дні Маріанської впадини, найглибшої точки на Землі. Малий астероїд просто не міг створити такі умови у своїх недрах. Це означає, що батьківське тіло метеорита мало радіус щонайменше 1000 кілометрів, а можливо — і до 1800 кілометрів. Для порівняння: радіус Місяця становить 1737 кілометрів, а радіус Марса — 3390 кілометрів.
Додатковим аргументом стали гострі краї кристалів усередині зразка — вони вказують, що мінерал утворився близько до поверхні небесного тіла, а отже, материнський об'єкт мав бути ще більшим.
Світ, який зник у хаосі ранньої Сонячної системи
Учені вважають, що приблизно 4,5 мільярда років тому — фактично одночасно з формуванням Землі та інших планет — навколо молодого Сонця оберталася масивна протопланета, можливо, розміром з Місяць або навіть Марс. У ранній Сонячній системі панував хаос: зародкові планети постійно стикалися одна з одною, і деякі зіткнення були настільь потужними, що повністю руйнували вже сформовані тіла. Саме так, ймовірно, виникла й земна Місяцева система — після удару об молоду Землю об'єкта розміром із Марс.
Дослідники припускають, що та сама доля спіткала і протопланету, фрагментом якої є NWA 12774: вона зазнала катастрофічного зіткнення і розпалася на уламки. Частина цих уламків могла увійти до складу інших скелястих планет, зокрема Землі, тоді як один із фрагментів пролетів крізь космос мільярди років, аж поки не впав на Землю в районі сучасної Сахари.
Керівник дослідження зазначив, що сам факт існування настільки великого світу видається неймовірним — про нього стало відомо лише тому, що кілька його уламків випадково долетіли до Землі, зберігши свідчення зовсім іншого шляху розвитку планет.
Нова сторінка в історії планетоутворення
За словами вчених, склад речовини, з якої складалося батьківське тіло ангритів, фундаментально відрізняється від матеріалів, що формували Землю та Марс. Це свідчить про окремий, раніше не відомий шлях планетарної еволюції в перші мільйони років існування Сонячної системи.
Дослідники наголошують, що історія може бути ще не повною: у музейних і лабораторних колекціях по всьому світу зберігається багато метеоритів, які досі не отримали детального вивчення. Цілком можливо, що серед них приховані сліди ще кількох "втрачених світів", про існування яких людство наразі навіть не підозрює.
