Протопланета Тея виникла на більш близькій відстані до Сонця порівняно з Землею.

Дослідники провели аналіз ізотопів заліза у зразках з Місяця та земних порід. Результати показали, що Тея, а також більшість компонентів Землі мають походження з внутрішньої частини Сонячної системи.

Місяць утворився внаслідок гігантського зіткнення прото-Землі з давньою протопланетою Теєю. У новому дослідженні група вчених зі Сполучених Штатів, Німеччини, Франції та Китаю виміряла ізотопи заліза в місячних зразках, земних породах і метеоритах, які представляють ізотопні резервуари, з яких могли утворитися Тея та прото-Земля. Дослідники виявили, що вся Тея та більшість інших складових матеріалів Землі походять з внутрішньої Сонячної системи. Їхні розрахунки показують, що Тея могла утворитися ближче до Сонця, ніж Земля.

"Склад небесного тіла архівує всю його історію формування, включаючи місце походження", -- зазначив старший автор дослідження доктор Торстен Кляйне, науковець з Інституту дослідження Сонячної системи імені Макса Планка. "Співвідношення, в якому присутні певні ізотопи металів у небесному тілі, є особливо показовими".

Ізотопи -- це варіанти одного й того ж елемента, які відрізняються лише кількістю нейтронів в атомному ядрі, а отже, і своєю вагою. На ранніх етапах існування Сонячної системи ізотопи певного елемента, ймовірно, не були рівномірно розподілені: наприклад, на зовнішньому краї Сонячної системи ізотопи зустрічалися в дещо іншому співвідношенні, ніж поблизу Сонця. Таким чином, інформація про походження первинних будівельних блоків зберігається в ізотопному складі небесного тіла.

У своєму дослідженні автори зуміли з надзвичайною точністю виявити співвідношення різних ізотопів заліза в зразках земних і місячних порід. Вони проаналізували 15 зразків, що походять із Землі, та шість зразків, які астронавти місій "Аполлон" привезли з Місяця. Результати, можливо, не є несподіваними: попередні дослідження ізотопних співвідношень хрому, кальцію, титану та цирконію вже довели, що Земля і Місяць мають багато спільного в цьому аспекті. Проте, ця значна схожість не дозволяє робити остаточні висновки про Тею, оскільки існує надто багато можливих сценаріїв, що пов’язані із зіткненнями.

Хоча багато наукових теорій вказують на те, що Місяць сформувався переважно з матеріалів Теї, існує ймовірність, що він також містить значну частину мантійних речовин ранньої Землі або ж що речовини Землі і Теї злилися в єдине ціле. Щоб краще зрозуміти природу Теї, вчені використали методи, подібні до зворотної інженерії для небесних тіл. Аналізуючи ізотопні співвідношення в сучасних зразках земних і місячних порід, дослідницька команда змоделювала можливі характеристики та розміри Теї, а також визначила, які властивості ранньої Землі могли сприяти формуванню такого результату.

У дослідженні вчені розглядали не лише ізотопи заліза, а й ізотопи хрому, молібдену та цирконію. Різні елементи дають доступ до різних фаз планетарного формування. Задовго до руйнівної зустрічі з Теєю всередині ранньої Землі відбувся свого роду процес сортування. З утворенням залізного ядра деякі елементи, такі як залізо та молібден, накопичилися там і згодом були значною мірою відсутні в кам'янистій мантії. Отже, залізо, яке сьогодні знаходиться в земній мантії, могло потрапити туди лише після формування ядра, наприклад, на борту Теї. Інші елементи, такі як цирконій, які не опустилися в ядро, документують всю історію формування нашої планети.

Серед математично можливих складів Теї та ранньої Землі, які випливають із проведених розрахунків, деякі варіанти можна відкинути як малоймовірні. "Найбільш переконливим сценарієм є той, що основні компоненти Землі та Теї, ймовірно, походять з внутрішньої частини Сонячної системи", - зазначив доктор Тімо Гопп, перший автор дослідження, вчений з Чиказького університету та Інституту дослідження Сонячної системи імені Макса Планка. "Земля та Тея, ймовірно, були сусідніми об'єктами".

Склад ранньої Землі можна охарактеризувати як комбінацію різних класів метеоритів, але для Теї ситуація дещо інша. Кожен клас метеоритів походить з різних регіонів зовнішньої Сонячної системи, тому вони слугують моделями для матеріалів, які були доступні під час формування як Землі, так і Теї. Проте в випадку Теї могли бути залучені також раніше невідомі компоненти. "Ми вважаємо, що джерело цього матеріалу знаходиться ближче до Сонця, ніж сама Земля," - підкреслили вчені. Розрахунки свідчать, що Тея утворилася на більшій близькості до Сонця в порівнянні з нашою планетою.

Цього тижня результати були представлені в журналі Science.