Planeta Theia i Ziemia prawdopodobnie były sąsiadkami
Naukowcy po przeanalizowaniu próbek skał odkryli, że przed kolizją, planeta Theia i Ziemia były w sąsiadkami. Badania wskazują, również, że to tajemnicze ciało niebieskie powstało bliżej Słońca, niż nasza planeta.
.Jak wskazują astronomowie, około 4,5 miliarda lat temu młoda Ziemia zderzyła się z niezwykle dużym ciałem niebieskim, które znane jest jako Theia. Badacze nie wiedzą dokładnie jak przebiegało całe zderzenie i jakie były jego następstwa. Są jednak pewni, że w wyniku tego zderzenia zmieniły się rozmiar, skład i orbita Ziemi, a także kolizja ta sprawiła, że powstał Księżyc.
Znalezienie odpowiedzi na pytania jak duża była Theia, z czego była zbudowana i z której części Układu Słonecznego przybyła było niezwykle trudne, ponieważ ciało to zostało całkowicie zniszczona w wyniku zderzenia. Niemniej jednak jej ślady można znaleźć do dziś, na przykład we współczesnym składzie naszej planety i Księżyca. W ramach nowego badania naukowcy z Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) i University of Chicago wykorzystali te informacje, aby ustalić możliwy „skład” Theii, a tym samym jej miejsce pochodzenia. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Science”.
„Skład ciała niebieskiego zawiera całą historię jego powstawania, w tym miejsce pochodzenia” – powiedział Thorsten Kleine z Max Planck Institute for Solar System Research.
Jak opisują naukowcy, najwięcej informacji mogą dostarczyć proporcje, w jakich określone izotopy metali występują w ciele niebieskim. Izotopy to odmiany tego samego pierwiastka, które różnią się jedynie liczbą neutronów w jądrze atomowym, a tym samym masą.
We wczesnym okresie istnienia Układu Słonecznego izotopy danego pierwiastka prawdopodobnie nie były równomiernie rozłożone. Na przykład na zewnętrznych krańcach naszego kosmicznego sąsiedztwa występowały one w nieco innych proporcjach niż w pobliżu Słońca, dlatego informacje o pochodzeniu pierwotnych elementów budulcowych są zapisane w składzie izotopowym ciała niebieskiego.
W ramach badania astronomowie określili stosunek różnych izotopów żelaza w skałach ziemskich i księżycowych z niespotykaną dotąd precyzją. W tym celu zbadali 15 skał ziemskich i sześć próbek księżycowych, które astronauci z misji Apollo przywieźli na Ziemię.
Wyniki nie zaskoczyły badaczy, ponieważ już wcześniejsze pomiary stosunków izotopowych chromu, wapnia, tytanu i cyrkonu, wskazywały, że Ziemia i Księżyc są pod tym względem niezwykle podobne. Jednak to duże podobieństwo nie pozwoliło dotychczas na wyciągnięcie bezpośrednich wniosków dotyczących Theii, ponieważ istniało zbyt wiele możliwych scenariuszy całego zderzenia. Chociaż większość modeli zakładała, że Księżyc powstał prawie wyłącznie z materiału pochodzącego z tego obcego ciała niebieskiego, możliwe jest również, że składa się on z materiału pochodzącego z wczesnego płaszcza Ziemi lub z wymieszanych skał z naszej planety i Theii.
Aby dowiedzieć się więcej o historii samej Theii, astronomowie zastosowali rodzaj inżynierii wstecznej dla planet. Na podstawie dopasowanych stosunków izotopów obecnych w dzisiejszych skałach ziemskich i księżycowych przeanalizowali, jakie składniki i rozmiary Theii oraz jaki skład wczesnej Ziemi mogły doprowadzić do tego co istnieje obecnie. W swoich badaniach naukowcy przyjrzeli się nie tylko izotopom żelaza, ale także chromu, molibdenu i cyrkonu. Różne pierwiastki pozwalają lepiej zrozumieć inne fazy formowania się planet.
Jak opisują badacze, na długo przed zderzeniem z Theią we wnętrzu wczesnej Ziemi zachodził rodzaj procesu sortowania. Wraz z utworzeniem się jądra zgromadziły się w nim niektóre pierwiastki, takie jak żelazo i molibden, które później w większości nie występowały w skalistym płaszczu. Żelazo znajdujące się w nim obecnie mogło więc pojawić się dopiero wraz uderzeniem Theii. Inne pierwiastki, takie jak cyrkon, które nie opadły do jądra, pozwalają lepiej zrozumieć formowania się naszej planety.
„Najbardziej przekonującym scenariuszem jest to, że większość elementów budulcowych naszej planety i Theii pochodziła z wewnętrznej części Układu Słonecznego. Co wskazuje, że planeta Theia i Ziemia były prawdopodobnie początkowo sąsiadkami” – powiedział Timo Hopp z Max Planck Institute for Solar System Research.
Jak tłumaczą astronomowie, skład wczesnej Ziemi jest możliwy do przedstawienia głównie jako mieszankę znanych rodzajów meteorytów, jednak nie dotyczy to Theii. Te kosmiczne skały powstały w różnych obszarach zewnętrznego Układu Słonecznego. Mogły one posłużyć jako materiał, z którego uformowały się wczesna Ziemia i Theia, co może wiele powiedzieć miejscu ich powstania.
.Theia, zdaniem badaczy, powstała również z nieznanych materiałów, a które najprawdopodobniej powstały bliżej Słońca. Co wskazuje, że to ona znajdowała się bliżej naszej gwiazdy przed kolizją.
Oprac. EG
