Найденный в Сахаре метеорит перепишет раннюю историю Солнечной системы

В мае 2020 года в пустыне Сахара на юге Алжира были обнаружены несколько необычных камней, содержащих характерные зеленоватые кристаллы.

При ближайшем рассмотрении оказалось, что камни были из космоса: обломки, которым миллиарды лет, оставшиеся с зарождения Солнечной системы.

Все они были осколками метеорита, известного как Erg Chech 002, который является старейшей вулканической породой, когда-либо найденной, давным-давно расплавившейся в огнях какой-то ныне исчезнувшей древней протопланеты.

В новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, были проанализированы изотопы свинца и урана в Erg Chech 002 и оказалось, что ему около 4,56556 миллиарда лет, плюс-минус 120 000 лет. Это один из самых точных возрастов, когда-либо рассчитанных для объекта из космоса, — и эти результаты также ставят под сомнение некоторые распространенные предположения о ранней Солнечной системе.

Около 4,567 миллиарда лет назад наша Солнечная система сформировалась из огромного облака газа и пыли. Среди многих элементов в этом облаке был алюминий, который имел две формы.

Первый - это стабильная форма алюминия-27. Второй - алюминий-26, радиоактивный изотоп, образующийся в основном при взрыве звезд, который со временем распадается на магний-26.

Алюминий-26 - очень полезный материал для ученых, которые хотят понять, как формировалась и развивалась Солнечная система. Поскольку он со временем распадается, можно использовать его для датировки событий, особенно в течение первых четырех или пяти миллионов лет жизни Солнечной системы.

Распад алюминия-26 важен и по другой причине: ученые полагают, что он был основным источником тепла в ранней Солнечной системе. Этот распад повлиял на плавление небольших примитивных пород, которые позже слиплись вместе, образовав планеты.

Однако, чтобы использовать алюминий-26 для понимания прошлого, нужно знать, был ли он распределен равномерно или в одних местах скопился плотнее, чем в других.

Чтобы выяснить это, нужно будет более точно рассчитать абсолютный возраст некоторых древних космических камней.

Изучение только алюминия-26 не позволит это сделать, потому что он распадается относительно быстро (примерно через 705 000 лет половина образца алюминия-26 распадется на магний-26). Это полезно для определения относительного возраста различных объектов, но не их абсолютного возраста в годах.

Но если объединить данные по алюминию-26 с данными об уране и свинце, можно добиться некоторого прогресса.

Существуют два важных изотопа урана (уран-235 и уран-238), которые распадаются на различные изотопы свинца (свинец-207 и свинец-206 соответственно).

Изотопы урана имеют гораздо более длительный период полураспада (710 миллионов лет и 4,47 миллиарда лет соответственно), что означает, что их можно использовать, чтобы напрямую выяснить, как давно произошло то или иное событие.

Erg Chech 002 является "негруппированным ахондритом". 

Ахондриты - это породы, образовавшиеся из расплавленных планетезималей - твердых комков в облаке газа и обломков, сформировавших Солнечную систему. Определены источники многих ахондритов, найденных на Земле. Большинство из них принадлежат к так называемому клану говардит-эвкрит-диогенитов, которые, как полагают, произошли с Весты 4, одного из крупнейших астероидов в Солнечной системе. Другая группа ахондритов называется ангритами, у них общее неопознанное родительское тело.

Другие ахондриты, включая Erg Chech 002, "не сгруппированы": их родительские тела и родственные связи неизвестны.

В ходе исследования Erg Chech 002 было обнаружено, что он содержит большое количество свинца-206 и свинца-207, а также относительно большое количество не распавшегося урана-238 и урана-235.

Измерение соотношений всех изотопов свинца и урана помогло оценить возраст камня с такой беспрецедентной точностью. Также был сравнен расчетный возраст с ранее опубликованными данными по алюминию-26 для Erg Chech 002.

Особенно интересным было сравнение с группой ахондритов, называемых вулканическими ангритами. Ученые обнаружили, что исходное тело Erg Chech 002, должно быть, сформировалось из материала, содержащего в три или четыре раза больше алюминия-26, чем исходное тело ангритов.

Это показывает, что алюминий-26 действительно был распределен довольно неравномерно по всему облаку пыли и газа, которое сформировало Солнечную систему.

Эти результаты способствуют лучшему пониманию самых ранних стадий развития Солнечной системы и геологической истории развивающихся планет. Дальнейшие исследования различных групп ахондритов, несомненно, продолжат совершенствовать наше понимание и расширят нашу способность реконструировать раннюю историю нашей Солнечной системы.