Astronomowie odkryli ślady zaginionej planety w Układzie Słonecznym. Ujawnił je rzadki meteoryt

Zaginiona planeta mogła być wielkości Księżyca, a nawet Marsa i krążyć wokół Słońca ponad 4,5 miliarda lat temu. Astronomowie odkryli pierwszy dowód jej istnienia dzięki niezwykle rzadkiemu meteorytowi odnalezionemu na Saharze. Badanie może zmienić dotychczasowe spojrzenie na powstawanie planet w Układzie Słonecznym.

Zaginiona planeta mogła naprawdę istnieć

Astronomowie dotychczas jedynie zakładali, że około czterech i pół miliarda lat temu wokół Słońca mógł krążyć ogromny świat – być może wielkości Księżyca, a nawet Marsa – zanim zderzył się z innym ciałem niebieskim i rozpadł. W ramach nowego badania naukowcy z University of Colorado Boulder przedstawili pierwszy definitywny dowód na istnienie tego zaginionego zalążka planety (protoplanety). Jego unikalny skład geologiczny podważa długo utrzymujące się założenia dotyczące ewolucji i powstawania światów.

„To niesamowite pomyśleć, że kiedyś istniał świat tej wielkości. Wiemy o jego istnieniu tylko dlatego, że kilka jego fragmentów przypadkowo trafiło na Ziemię. Te meteoryty zachowały dowody całkowicie odmiennej ścieżki rozwoju wczesnych planet” – mówi Aaron Bell z University of Colorado Boulder.

Sekrety zaginionego świata zdradził fragment jego szczątków odnaleziony na Saharze – meteoryt angrytowy (angrite meteorite) znany jako Northwest Africa (NWA) 12774.

Angryty należą do najstarszych znanych skał wulkanicznych w Układzie Słonecznym i powstały zaledwie kilka milionów lat po jego narodzinach – około 4,56 miliarda lat temu. Są również wyjątkowo rzadkie. Spośród ponad 80 tysięcy meteorytów odkrytych na Ziemi jedynie 68 to angryty.

Niezwykle rzadkie meteoryty

Jak wskazują naukowcy, tym, co czyni angryty szczególnie zagadkowymi, jest ich skład chemiczny. W przeciwieństwie do materiału powstałego na Ziemi, Marsie i innych planetach skalistych angryty zawierają bardzo mało ditlenku krzemu (krzemionki), który jest głównym składnikiem niemal każdej znanej planety typu ziemskiego w Układzie Słonecznym.

Z tego powodu naukowcy uważali dotychczas, że te meteoryty musiały pochodzić z asteroid, czyli obiektów o promieniu mniejszym niż 200 kilometrów.

Ślady ukryte w pojedynczym meteorycie

Kiedy badacze przyjrzeli się bliżej NWA 12774, odkryli, że meteoryt zawiera klinopiroksen (clinopyroxene) – kryształ minerału powszechnie występującego w skorupie i płaszczu Ziemi. Szczególnie wyjątkowe było to, że był on niezwykle bogaty w glin, co stanowi wyraźny znak, że skała powstała pod ogromnym ciśnieniem głęboko pod powierzchnią.

Następnie badacze odtworzyli warunki ciśnienia, które mogły panować podczas formowania się meteorytu NWA 12774. Odkryli, że bogaty w glin klinopiroksen wymagał co najmniej 17,5 kilobara ciśnienia (ciśnienie na dnie Rowu Mariańskiego – najgłębszego miejsca na Ziemi – wynosi zaledwie około 1 kilobara).

Zdaniem naukowców taki poziom ciśnienia nie mógł istnieć wewnątrz małej asteroidy. Zamiast tego obliczenia sugerowały, że ciało, z którego pochodził angryt, musiało mieć promień co najmniej 1000 kilometrów.

Jak duży był zaginiony świat?

Jak opisują astronomowie, inne wskazówki zawarte w meteorycie sugerowały jeszcze bardziej niezwykłą możliwość. Kryształy wewnątrz NWA 12774 zachowały ostre krawędzie i delikatne struktury chemiczne, które zostałyby zatarte, gdyby powstały głęboko pod powierzchnią. Oznaczało to, że prawdopodobnie utworzyły się na stosunkowo niewielkich głębokościach wewnątrz ciała macierzystego, więc świat ten musiał być jeszcze większy.

W takim scenariuszu obiekt, z którego mogły pochodzić tego rodzaju meteoryty, musiał mieć promień przekraczający 1800 kilometrów, co czyniłoby go światem porównywalnym wielkością do Księżyca i być może zbliżonym rozmiarami do Marsa, którego promień wynosi 3300 kilometrów.

„Istnieje wiele meteorytów, które nie zostały dokładnie przebadane, więc prawdopodobnie istniało więcej takich protoplanet, o których jeszcze nie wiemy” – podkreśla Aaron Bell.

Co odkrycie oznacza dla formowania się planet

Badacze nie wiedzą jednak dokładnie, w jaki sposób protoplaneta uległa zniszczeniu. Jedną z możliwości jest to, że katastrofalne wydarzenie we wczesnym Układzie Słonecznym rozbiło ją na fragmenty, które później stały się budulcem innych planet skalistych, w tym Ziemi.

„Materiały, z których powstało ciało macierzyste angrytów, fundamentalnie różnią się od budulców Ziemi i Marsa. Wskazuje to na odrębną i niezależną ścieżkę ewolucji planetarnej we wczesnej historii naszego Układu Słonecznego” – podsumowuje Aaron Bell.

Emil Gołoś