Близько 4,5 мільярда років тому сталася найвизначніша подія в історії Землі: величезне небесне тіло, яке називають Тейєю, зіткнулося з молодою Землею. Те, як саме відбулося це зіткнення та що трапилося після нього, досі не з’ясовано остаточно. Проте відомо одне: внаслідок удару змінилися розміри, склад і орбіта Землі — і саме тоді народився наш постійний супутник у космосі, Місяць. Яким було тіло, що так кардинально змінило хід розвитку нашої планети? Наскільки великою була Тейя? З чого вона складалася? І з якої частини Сонячної системи вона мчала до Землі? Знайти відповіді на ці запитання складно. Адже Тейя була повністю знищена під час зіткнення. Однак її сліди все ще можна виявити сьогодні — наприклад, у складі сучасної Землі та Місяця. У новому дослідженні, опублікованому в журналі Science, науковці з Інституту Макса Планка з дослідження Сонячної системи (MPS) та Чиказького університету використовують цю інформацію, щоб відтворити можливий «список інгредієнтів» Тейї — а отже, і визначити її походження. «Склад небесного тіла зберігає всю історію його формування, включно з місцем народження», — пояснив Торстен Кляйн, директор MPS та співавтор дослідження. Особливо інформативними є співвідношення певних металевих ізотопів. Ізотопи — це варіанти одного й того ж елемента, які відрізняються лише кількістю нейтронів у ядрі — а отже, і масою. У ранній Сонячній системі ізотопи одного елемента, ймовірно, були розподілені нерівномірно. Наприклад, на зовнішній околиці вони траплялися у дещо інших співвідношеннях, ніж поблизу Сонця. Тому в ізотопному складі небесного тіла зберігається інформація про походження його первинної речовини. Пошук слідів Тейї на Землі та Місяці У дослідженні команда з неймовірною точністю визначила співвідношення різних ізотопів заліза в земних і місячних породах. Для цього вчені проаналізували 15 зразків земних порід і 6 зразків місячного каміння, привезених астронавтами місій «Аполлон». Результат не став несподіванкою: як і попередні вимірювання ізотопів хрому, кальцію, титану та цирконію, нові дані показали, що Земля і Місяць у цьому сенсі ідентичні. Проте така подібність не дозволяє зробити прямі висновки про Тейю — існує занадто багато можливих сценаріїв зіткнення. Хоча більшість моделей припускає, що Місяць сформувався майже повністю з матеріалу Тейї, можливі й інші варіанти — наприклад, що він складається переважно з речовини мантії молодої Землі, або що матеріали Землі й Тейї змішалися повністю та нероздільно. «Зворотне проєктування» планети Щоб дізнатися більше про Тейю, дослідники застосували метод, схожий на зворотну інженерію, але на планетарному рівні. Виходячи з ідентичних ізотопних співвідношень у сучасних земних і місячних породах, команда моделювала, які розміри та склад Тейї, а також який склад ранньої Землі, могли призвести до таких результатів. Науковці проаналізували не лише ізотопи заліза, а й ізотопи хрому, молібдену та цирконію. Різні елементи дають ключ до різних етапів формування планет. Задовго до фатального зіткнення всередині ранньої Землі відбувався процес «сортування». Під час формування залізного ядра деякі елементи, зокрема залізо та молібден, накопичувалися саме там і потім були майже відсутні в мантії. Отже, залізо, яке є у мантії сьогодні, могло потрапити туди лише після формування ядра — наприклад, разом із матеріалом Тейї. Інші елементи, як-от цирконій, який не занурився в ядро, фіксують усю історію формування нашої планети від початку. Метеорити — як еталон Серед математично можливих варіантів складу Тейї та ранньої Землі деякі були відхилені як малоймовірні. «Найпереконливіший сценарій полягає в тому, що більшість будівельного матеріалу Землі та Тейї походив із внутрішньої частини Сонячної системи. Імовірно, Земля й Тейя були сусідами», — пояснив Тімо Гопп, науковець MPS і провідний автор дослідження. Якщо склад ранньої Землі добре описується сумішшю відомих класів метеоритів, то для Тейї ситуація інша. Різні типи метеоритів сформувалися в різних частинах зовнішньої Сонячної системи та виступають еталоном матеріалу, доступного під час формування Землі й Тейї. У випадку Тейї, однак, у процесі могло брати участь раніше невідоме походження матеріалу. Дослідники вважають, що це речовина, яке сформувалося ближче до Сонця, ніж Земля. Моделювання вказує, що Тейя зародилася ближче до Сонця, ніж наша планета.