“Мы сделаны из звездной пыли,” -  сказал еще в прошлом веке астрофизик Карл Саган. Он, конечно, был прав. Просто потому, что без взрывов первого поколения сверхновых во Вселенной не было бы элементов тяжелее водорода и гелия (с примесями лития и бериллия). Так что мы все действительно созданы из элементов от сверхновых. Но вот новые исследования показали, что это утверждение еще более правдивое, чем мы думали...

Предыстория: Откуда взялся углерод?

Как вы знаете, согласно принятым моделям, наша планета, как и все остальные планеты Солнечной системы, сформировалась из протопланетного диска материи и газа, который остался после формирования Солнца.

Считалось, что из этого диска Земля получила в том числе и углерод, главный ингредиент всего живого на планете.

Проблема в том, что молекулы газа с углеродом не могли снабдить им Землю, потому что как только углерод испаряется, он уже не возвращается в подходящее твердое состояние при температуре, которая была в тогда системе.

“Модель конденсации использовалась на протяжении многих десятилетий. Согласно этой модели, во время формирования Солнца все элементы планет испарились, а с охлаждением диска сконденсировались и обеспечили твердые тела химическими элементами. Углерод так себя не ведет,” — объясняет Джи Ли (Jie Li), профессор из Мичиганского университета.

Большая часть углерода в диске попала туда в форме органических молекул. Но, когда углерод испаряется, он образует очень летучие соединения, которые хоть и возвращаются в твердое состояние, делают это при гораздо более низких температурах. Более того, такой углерод уже не создает органические соединения.

Не слишком много, не слишком мало

Хорошо, очевидно, что откуда-то Земля получила необходимый органический углерод. Ли и ее команда решили проверить, а сколько вообще углерода способна выдержать наша планета.

Анализ сейсмических волн показал, что углерод составляет менее 0,5% массы Земли. Чтобы на планете была жизнь, углерода должно быть достаточно, но не слишком много.

Слишком много — и у Земли была бы атмосфера Венеры. Слишком мало — и мы были бы Марсом. Какой-то этап формирования планеты должен был обеспечить нам баланс углерода.

Планетезимали

Мы уже поняли, что углерод из диска после формировнания звезды вряд ли мог обеспечить твердые тела — и в частности Землю — достаточным количеством подходящего углерода. И к этому мы еще вернемся, но сначала давайте рассмотрим поведение углерода на следующем этапе формирования планеты из диска — образовании планетезималя.

Планетезимали — это, по сути, “семена” планет, поэтому они могут нам многое рассказать о первых этапах формирования планет.

До Земли их обломки долетают в форме метеоритов. Именно их изучила та же команда ученых, но уже под руководством Марка Хиршманна из Миннесотского университета.

Оказалось, что на этапе плавления планетезималя и формировании ядра бОльшая часть углерода теряется.

Выводы двух новых исследованиях

В рамках первого исследования команда Ли показала, что условия в протопланетном диске были неблагоприятными для формирования органического углерода.

Во втором исследовании команда Хиршманна подтвердила, что на самых первых этапах формирования планет углерод тоже терялся.

Эти две работы описали два аспекта потери углерода. Откуда же тогда он мог взяться? От сверхновых.

Скорее всего, делает вывод команда Ли, подходящий углерод прилетел из межзвездного пространства уже после формирования и нагрева протопланетного диска.

Прилетевший углерод пропустил опасный для себя этап и вклинился в нашу систему в самое подходящее время. Но его было бы слишком много для Земли! Анализ обломков планетезималей показал, при формировании Земли “излишек” испарился, и получился тот баланс, который не дал нашей планете превратиться в Марс или Венеру.Источник: "Наука от Фансаенс"