Группа исследователей под руководством Юго-Западного исследовательского института (SwRI) совершила значительный прорыв в понимании состава Солнца и формирования объектов Солнечной системы. В статье, опубликованной в The Astrophysical Journal, учёные представили пересмотренный состав, который впервые потенциально согласует спектроскопические и гелиосейсмологические измерения.
Гелиосейсмология позволяет изучать внутреннюю часть Солнца путём анализа волн, проходящих через него, в то время как спектроскопия выявляет состав поверхности на основе спектральной сигнатуры, создаваемой каждым химическим элементом. До сих пор существовала давняя проблема «солнечного изобилия», поскольку эти два метода давали разные результаты.
«Это первый раз, когда был проведён междисциплинарный анализ такого рода, и наш широкий набор данных свидетельствует о более высоких уровнях солнечного углерода, азота и кислорода, чем считалось ранее», — отметил доктор Нгок Труонг, научный сотрудник SwRI.
Для достижения этого результата команда объединила новые измерения солнечных нейтрино и данные о составе солнечного ветра из миссии NASA Genesis, а также обилие воды, обнаруженное в примитивных метеоритах, которые возникли во внешней Солнечной системе. Они также использовали плотности крупных объектов пояса Койпера, таких как Плутон и его спутник Харон, определённые миссией NASA New Horizons.
«Модели формирования Солнечной системы с использованием нового солнечного состава успешно воспроизводят составы крупных объектов пояса Койпера и углеродистых хондритов в свете недавно доставленных образцов астероидов Рюгу и Бенну с миссий «Хаябуса-2» [JAXA] и OSIRIS-REx [NASA]», — добавил Труонг.
Команда исследовала роль тугоплавких, смолоподобных органических соединений как основного носителя углерода в протосолнечной туманности. Модели формирования Солнечной системы, использующие измерения органики кометы 67P/Чурюмова-Герасименко и наиболее широко принятые соотношения солнечного состава, не создали плотную, каменистую систему Плутон-Харон.
«Мы думаем, что благодаря этому исследованию мы наконец поняли состав химических элементов, из которых состояла Солнечная система. В нём больше углерода, азота и кислорода, чем предполагается в настоящее время. Эти новые данные предоставляют нам более надёжную основу для понимания того, что содержание элементов в атмосферах планет-гигантов может рассказать нам о формировании планет», — сказал доктор Кристофер Глейн из SwRI, эксперт в области планетарной геохимии.
Это открытие имеет значительные последствия для поиска пригодных для жизни экзопланет.
«Наши результаты существенно повлияют на понимание формирования и эволюции других звёзд и планетных систем, и, более того, они откроют более широкую перспективу химической эволюции галактик», — заключил Труонг.
Это исследование также предоставляет проверяемые прогнозы для будущей гелиосейсмологии, солнечных нейтрино и космохимических измерений, включая будущие миссии по возвращению образцов комет. Учёные уже нацелены на Уран — следующую цель NASA — и дальше, чтобы продолжить изучение формирования и эволюции Солнечной системы.