Анализ солнечного ветра впервые указал ученым на существенные различия в происхождении Солнца и планет земной группы. Заглянуть в прошлое помогли исследования космического аппарата Genesis.
Цель миссии NASA Genesis заключалась в сборе частиц солнечного ветра вдали от Земли и доставке образцов на Землю. Проведя химический и изотопный анализ частиц, ученые намеревались понять, что общего и что разного у Земли, планет земной группы и Солнца. Аппарат был запущен в августе 2001 года. Добравшись до L1, точки Лагранжа системы Земля-Солнце, удаленной от нас на полтора миллиона километров, зонд обратил свои коллекторы к Солнцу и приступил к многомесячным сборам летящих от него ионов. Выполнение миссии шло по плану до возвращения зонда на Землю 8 сентября 2004 года. По задумке инженеров, в атмосфере Земли зонд должен был раскрыть парашют, и на высоте семи километров его бы поймали небольшим вертолетом.
Ловить нечего
Однако при посадке из-за отказа датчика ускорения парашют не раскрылся, и капсула с бесценным грузом на огромной скорости устремилась к земле. При ударе о грунт многие образцы были утеряны, однако что-то ученым все же удалось собрать.
В работе, опубликованной в журнале Science, ученые Калифорнийского университета в Лос-Анжелесе приводят первые результаты анализа. Главное, что обнаружили ученые – различие в изотопном составе планет и вещества Солнца. Речь, в первую очередь, идет об изотопах кислорода и азота – одних из самых распространенных элементов в составе планет земной группы. «Мы обнаружили, что Земля и Луна, вместе с марсианскими и другими метеоритами -- образцами астероидов, имеют более низкое содержание изотопа 16О, чем Солнце», -- пояснил участник мисси Genesis Кевин Маккиган (Kevin McKeegan). «Это говорит о том, что мы произошли не из тех же элементов, что образовали Солнце – почему это так, остается загадкой», -- добавил он.
Солнце Земле не товарищ
На Земле присутствуют три основных устойчивых изотопа кислорода -- 16О, 17О и 18О. Их ядра имеют одинаковый заряд, однако разное число нейтронов, а значит, и массу. Самый распространенный (более 99%) изотоп -- 16О. Изучение образцов, доставленных аппаратом Genesis, показало, что в составе Солнца этого изотопа несколько больше, а остальных двух – немного меньше, чем на Земле. Похожая ситуация и с другим элементом – азотом. Самый распространенный в Солнечной системе изотоп азота - 14N. Однако оказалось, что и Солнце, и Юпитер содержат его немного больше, чем остальные планеты.
Ионы, ударявшие с огромной скоростью в приемники аппарата Genesis, – это частицы внешних слоев Солнца. По мнению ученых, эти слои являются ископаемыми образцами протозвездного облака, из которого образовалось Солнце и планеты. «Эти открытия показывают, что такие объекты Солнечной системы, как планеты земной группы, астероиды и кометы, отличаются по составу от протозведного облака, из которого сформировалась Солнечная система», -- пояснил Бернар Марти (Bernard Marty), соавтор исследования.
