​​По данным ученых, легкие химические элементы улетучиваются по мере отвердевания магмы на "зародышах" планет и могут полностью исчезнуть под действием излучения Солнца. 

Международная группа исследователей с помощью компьютерного моделирования определила причину, по которой в составе планет Солнечной системы преобладают тяжелые химические элементы – железо и магний. Об этом сообщили в пресс-службе Сибирского федерального университета (СФУ)

Согласно существующим научным теориям, планеты Солнечной системы появились из газопылевого облака. Вначале образовались так называемые "зародыши" планет (протопланеты), затем самые крупные из них притягивали и поглощали соседей, после чего формировали свою окончательную форму – таким, в частности, было "детство" Земли. 

Авторы нового исследования, в число которых вошел профессор кафедры прикладной механики СФУ, главный научный сотрудник Института вычислительного моделирования СО РАН Николай Еркаев, с помощью компьютерного моделирования определили процесс, из-за которого на стадии формирования "зародыша" планеты она теряет легкие химические элементы. За счет этого в ее основе остаются тяжелые элементы – такие как железо и магний. 

"Планетарные "эмбрионы" за счет взаимных столкновений, гравитационной энергии и нагрева образуют океаны раскаленной магмы. В результате этого процесса происходит выделение летучих элементов и формирование паровых атмосфер. Однако в ходе отвердевания магмы паровая атмосфера улетучивается и может полностью исчезнуть под действием излучения Солнца. Ученые изучили этот механизм на примере молодой звезды и выяснили, что "убегающие" атомы водорода способны вытягивать с поверхности планеты не только легкие, но и такие массивные элементы как неон, аргон, а также калий, натрий, кремний и магний", - сказали в пресс-службе СФУ. 

​Исчезающая атмосфера 

Ученые пришли к выводу, что интенсивная потеря легких химических элементов, в частности, зависит от массы формирующихся планет. У планетарных эмбрионов с массой меньше Луны гравитация слишком слаба, чтобы сформировать плотную паровую атмосферу. В итоге все испаряющиеся с поверхности планеты легкие элементы улетучиваются в космическое пространство, объясняют авторы. Расстояние от Солнца тоже играет важную роль – к примеру, протопланета с массой меньше Марса быстро потеряет паровую атмосферу с ее микроэлементами, если будет находится на орбитальном расстоянии 1,5 астрономических единиц от Солнца. 

"Наконец, для всех рассмотренных планетарных масс и орбит интенсивность "утекания" аргона и неона настолько высока, что не будет возникать разделения их изотопов в атмосфере. Можно сделать вывод, что изученные планетарные эмбрионы даже при отсутствии разделения изотопов будут сильно обеднены в отношении инертных газов и умеренно летучих элементов. Таким образом, гидродинамическое истечение атмосфер может существенно влиять на финальный состав планет, которые поглощают такие планетарные эмбрионы в процессе своей эволюции, и это может касаться как летучих компонентов, так и соотношения железа и магния в составе планеты. Рассмотренный механизм может быть одной их причин высоких значений железа и магния и низких значений кремния, наблюдаемых на Земле в настоящее время", - приводит пресс-служба СФУ слова Николая Еркаева. 

В исследовании также участвовали сотрудники Института космических исследований Австрийской академии наук и Грацского университета имени Карла и Франца (г. Грац, Австрия), а также Университета Версаль-Сен-Кантен-ан-Ивелин (Версаль, Франция). Результаты работы опубликованы в журнале Icarus. ​

ТАСС 

Похожие новости

  • 14/06/2018

    Наночастицы нитрида титана повысят производительность оптоволоконных линий связи

    Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) совместно с коллегами из Сибирского федерального университета, Сибирского государственного университета науки и технологий им.
    1615
  • 06/11/2019

    Как делать наноматериалы из спирта?

    ​Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) и Института вычислительного моделирования СО РАН (Красноярск) нашли новый эффективный способ производства углеродных наноструктур. По словам ученых, технология найдет применение в электронике, химической промышленности и энергетике.
    738
  • 20/12/2019

    Когда наука несет свет: ученые предложили производить светодиоды без редкоземельных металлов

     Международная группа учёных синтезировала и изучила соединение, которое поможет значительно удешевить производство светодиодов для получения белого света, имитирующего солнечный. Такие диоды широко применяются в освещении жилых и производственных помещений, для наружной рекламы и выращивания растений предприятиями агропромышленного комплекса.
    766
  • 30/07/2020

    Перовскиты использовали для создания умных светодиодных ламп

    Исследователи из Сибирского федерального университета вместе с китайскими коллегами синтезировали материалы из перовскитов, которые могут менять цвет излучения в рекордно широком диапазоне. Этот показатель регулируется содержанием ионов европия и длиной волны падающего ультрафиолетового излучения.
    265
  • 05/01/2017

    Егор Задереев: научные итоги 2016 года в Красноярске

    ​Ученый и популяризатор науки Егор Задереев подводит традиционные научные итоги года в Красноярске. Премии года Для анализа я использую базу данных научных публикаций Web of Science — самый строгий и признанный во всём мире фильтр качества.
    2539
  • 19/12/2017

    Красноярские ученые обнаружили новый механизм транспорта ионов в нанопорах мембран с проводящей поверхностью

    ​Ученые Института вычислительного моделирования Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) и Сибирского федерального университета открыли новый механизм транспорта ионов через нанопористые мембраны с проводящей поверхностью.
    1975
  • 10/04/2019

    Красноярские ученые открыли новый материал для белых светодиодов

    ​Российско-китайская группа ученых обнаружила и описала новое соединение для производства белых светодиодов, способных оптимизировать процесс выращивания сельскохозяйственных растений. Статья опубликована в Chemical Engineering Journal.
    801
  • 06/12/2019

    Физики рассказали, как наночастицы повысят эффективность лазеров будущего

    ​Группа российских, шведских и американских ученых доказала необходимость оперировать точными количественными данными при изучении коллективных эффектов в массивах диэлектрических наночастиц. Выяснилось, что качество резонанса, возникающего в массивах с известным количеством частиц (даже в крупных массивах порядка 100×100 единиц), может быть существенно ниже, чем предсказывали расчеты на основе модели бесконечной нанорешетки.
    623
  • 07/12/2018

    Новая модель ионосферы Земли опровергла действенность одного из способов предсказания землетрясений

    ​Ученые из Сибирского федерального университета (СФУ) вместе с российскими и австрийскими коллегами создали новую модель ионосферы — верхнего слоя атмосферы Земли. Она гораздо точнее описывает электрические поля и токи и опровергает самое популярное объяснение того, как литосфера влияет на ионосферу.
    1890
  • 06/08/2020

    Из самой маленькой в мире светящейся молекулы сделали тест на клещевой энцефалит

    ​​Светящийся белок, выделенный из морского рачка Metridia longa, самый маленький из открытых биолюминесцентных ферментов, был впервые использован учеными в тестах на клещевой энцефалит. Одного миллиграмма такого белка может хватить для ста тысяч точных анализов по определению наличия вируса клещевого энцефалита.
    336