03.10.2013 | Наука

Предложена новая теория, объяснившая появление биомолекул в астероидах

Сегодня пояс астероидов, расположенный между орбитами Марса и Юпитера, представляет собой сборище холодных и сухих объектов. Однако когда-то давно космические странники были влажными и тёплыми.

Эти два критерия необходимы для формирования биомолекул — строительных блоков любой формы жизни.

Одна из теорий происхождения жизни на Земле, называемая теорией панспермии, предполагает, что простейшие биомолекулы были занесены на поверхность нашей планеты из космоса. Эти частички будущей жизни вполне могли попасть на Землю с астероидов вместе с метеоритами, отколовшимися от них. В таком случае не исключено, что они попали на поверхность и других планет.

"Молодое Солнце было менее ярким, чем сегодняшнее, поэтому миллиарды лет назад пояс астероидов был ещё холоднее. И всё же, мы знаем, что некоторые астероиды нагревались до такого состояния, что могли бы поддерживать на своей поверхности жидкую воду, то есть фактически находились в обитаемой зоне того Солнца. А значит, в теории на их поверхности могли сформироваться биомолекулы", — говорит ведущий автор исследования, физик Уэйн Роберж (Wayne Roberge) из Политехнического института Ренсселера.

В таком случае встаёт вопрос: как это произошло и как могла необходимая для возникновения жизни среда возникнуть внутри астероида?

Роберж и его коллеги попытались объяснить, как астероиды смогли нагреться до нужной температуры (памятуя о том, что Солнце было ещё не так активно миллиарды лет назад). В результате они выдвинули гипотезу, которая опровергает две ранее предложенные теории, объясняющие этот феномен.

Первая теория предполагает наличие в космических телах радиоактивных процессов, схожих с теми, что нагревают внутренности Земли. Вторая теория подразумевает, что астероиды разогреваются вследствие взаимодействия плазмы — перегретого газа, ведущего себя в какой-то степени как жидкость, с магнитным полем.

Несмотря на то, что первая из этих теорий кажется учёным наиболее вероятной, современные модели радиоактивного нагрева, предсказывающие температуру в астероидном поясе, не всегда соответствуют наблюдениям.

Поэтому Роберж и его команда для начала обратились ко второй теории. Согласно этой версии, когда некий астероид движется по орбите, он испытывает на себе воздействие магнитного поля Солнца, которое в свою очередь порождает поле электрическое. В результате в теле космического странника порождаются токи, нагревающие его. Исследователи сравнивают этот процесс с постепенным нагреванием электрических проводов под воздействием проходящего через них тока.

"Это очень хорошая теория, но в ней есть ошибки. В нашей теории мы исправляем эти неточности и дополняем изначальную версию результатами фактических наблюдений и анализов самых современных моделей ранней Солнечной системы", — рассказывает Роберж.

Солнечный ветер и производимый им поток плазмы просто не мог быть столь мощным, насколько предполагали предшественники Робержа, поэтому физики скорректировали эти данные на основе последних наблюдений. По их словам, авторы первоначальной теории также неверно рассчитали направление электрического поля, воздействовавшего на астероиды.

"Мы рассчитали, каким будет электрическое поле повсюду, включая даже внутреннюю часть астероида. Смена направления этого поля — очень тонкий вопрос, которым занимаются всего десять исследователей по всему миру. К счастью, я и мой коллега входим в эту десятку", — признаётся Роберж.

В своей статье, опубликованной в издании Astrophysical Journal, физики рассказывают о сложно механизме многожидкостной магнитной гидродинамики. Магнитная гидродинамика изучает аспекты взаимодействия заряженной жидкости (в том числе и плазмы) с магнитным полем. Магнитные поля способны повлиять на движение такой жидкости, и наоборот.

Многожидкостная магнитная гидродинамика является частным случаем первой области знаний. Она специализируется на различных вариациях механизма, которые возникают в тех случаях, когда плазма слабо ионизирована, а нейтральные частицы ведут себя отлично от заряженных.

"Нейтральные частицы взаимодействуют с заряженными посредством трения. Из-за этого сложно описать динамику нейтрального газа, а также поведение небольшого количества заряженных частиц, взаимодействующих с магнитным полем", — рассказывает Роберж.

Авторы исследования признаются, что они находятся лишь в начале длинного пути. Они попытались изучить некоторые аспекты формирования планетной системы, акцентируя особое внимание на взаимодействии астероидов с плазмой.

В дальнейшем Роберж и его коллеги планируют изучить новейшие практические исследования в области астрофизики. Обращать особое внимание они будут и на те работы, которые описывают формирование других планетных систем.

По публикациям UkrNet