Повышенный интерес к вопросам происхождения и эволюции Солнечной системы возник после того, как в последнее время были открыты почти 90 планетных систем. И для того, чтобы лучше понять процессы формирования планет, их лун и астероидов, необходимо знать точный химический и изотопный состав вещества исходной солнечной туманности. Осенью 2004 года американский исследовательский аппарат Genesis должен доставить на Землю пробы солнечной материи, являющиеся остатками нашей родительской туманности. Узнав ее точный химический и изотопный состав и сравнив его с составом планетного и метеоритного веществ, ученым, возможно, удастся понять, образовались ли Солнце и другие небесные тела Солнечной системы из одной и той же материи.
Согласно общепринятой гипотезе все объекты Солнечной системы возникли из облака межзвездного газа и пыли, известного как солнечная туманность, которое по своему изотопному и химическому составу было относительно однородным (напомним, что изотопы – это разновидности одного и того же химического элемента, занимающие одно место в Периодической системе элементов, но отличающиеся массами атомных ядер). Каким же образом из такой солнечной туманности сформировались объекты с самыми различными характеристиками? Точные исследования состава элементов и изотопов тел Солнечной системы дают основания предполагать, что планеты, их спутники и даже астероиды имеют различный химический состав. Даже самые крошечные луны вокруг внешних планет Солнечной системы различаются между собой. Уже сейчас в планетных атмосферах известны большие вариации в отношении дейтерия (тяжелого изотопа водорода) к обычному водороду, накладывающие на их эволюцию важные ограничения. Невозможно понять процессы формирования планет из солнечной туманности, не зная причин вариаций в отношениях изотопов кислорода, которые были обнаружены в пробах вещества Земли, Луны, Марса, астероидов и метеоритов. В разных планетных материалах были также обнаружены вариации изотопов азота и благородных газов. Неразрешенной загадкой являются и наблюдавшиеся вариации с возрастом в отношениях изотопов в пробах с лунной поверхности, а в метеоритах выявлены минеральные частицы с резкими изотопными аномалиями многих химических элементов.
Где родились «вымершие» изотопы?
Изучая метеориты, профессор Университета Беркли Дж. Рейнолдс обнаружил изотоп ксенона с массовым числом 129 (129Xe), который является потомком «вымершего» радиоактивного йода-129 (129I) (вымершими называются те радиоактивные изотопы, продолжительность жизни которых значительно меньше возраста Солнечной системы, но сопоставима с временным интервалом между формированием Солнца и самых ранних материалов его туманности).
