Теория способности астероидов образовывать в своих глубинах органические соединения имеет длинную историю, но в последнее время имеет мало сторонников. Слишком неблагоприятны условия в космосе, а сами астероиды слишком просты и инертны для проведения нужных реакций. Однако не всегда это было так, что пытаются доказать сотрудники Политехнического института Реннселера. Для этого они привлекли современные знания о магнитных полях и мощном солнечном ветре в молодой Солнечной системе, а также методы магнитной гидродинамики, чтобы выяснить процессы нагрева древнего пояса астероидов.

Современный пояс астероидов, находящийся между орбитами Марса и Юпитера совершенно холоден и сух. Однако в течение некоторого времени в поясе преобладали противоположные условия – тепло и вода были обычными в главном поясе, а эти условия благоприятны для образования органических молекул. Признаки этих органических соединений, которые нельзя объяснить земным загрязнением, обнаружены во многих метеоритах, происходящих из главного пояса. Этот вопрос напрямую связан с изучением процессов зарождения и распространения жизни. Возможно, на нашей планете жизнь могла не возникнуть или появиться намного позже, не окажись на ее поверхности некоторые соединения, принесенные метеоритами.

«Молодое Солнце было тусклее современного, так что в плане получаемого солнечного света древний пояс астероидов был даже холоднее современного. Однако мы знаем, что некоторые астероиды были нагреты до температур, подходящих для жидкой воды, что и позволило образоваться некоторым органическим молекулам, – говор Уэйн Роберг. – Встает вопрос, как это произошло? Откуда подходящие условия взялись внутри астероида?» В своей работе Роберг возрождает одну из старых теорий, предложенных несколько десятилетий назад и объясняющих нагрев астероидов. Одна из этих теорий берет энергию от радиоактивного распада, который до сих пор нагревает внутренность Земли. Вторая исходит из взаимодействия плазмы с магнитным полем. Первая теория, хорошая во время ее выдвижения, сейчас имеет проблемы из-за улучшения знания свойств радиоактивного распада. Вряд ли внутри астероидов было достаточно радиоактивных элементов, чтобы их распад мог обеспечить необходимое количество энергии.

Поэтому Роберг обратился ко второй теории. Астероиды молодой Солнечной системы были богаты водой, хорошим проводником. Астероид при движении через Солнечную систему, если принять во внимание классические представления о свойствах молодого Солнца, двигался через довольно мощные магнитные поля. Создаваемое при этом движении электрическое поле наводило внутри астероида ток, который нагревал его. По утверждению Роберга, его работа позволила включить в старую теорию новые представления о молодом Солнце, уточнить физические процессы, протекавшие в астероиде, и за счет этого уточнить количество энергии, выделявшееся при описываемом процессе. Причем так, чтобы ее хватило на нагрев и расплавление воды с протеканием реакций органической химии. «Механизмы, которые ранее приходилось задействовать, накладывают довольно жесткие условия на молодую Солнечную систему, – признает аспирант Роберга Рей Менцель. – В частности, приходилось принимать некоторые свойства Солнца, которые в данный момент не являются общепризнанными. В частности, молодое Солнце должно было производить очень мощный солнечный ветер, обдувающий астероиды, а с этим сейчас мало кто согласится».

Солнечный ветер и поток плазмы, обдувавшей астероиды, был не таким мощным, как предполагали первопроходцы в этой области. На заре становления теории также неверно вычислялись свойства электрических полей, через которые проходили астероиды. Из-за усиленного солнечного ветра им приписывалась слишком большая мощность, а из-за других пробелов в знаниях – неверные пространственные свойства. Также не принималось во внимание проникновение электрического поля внутрь астероида. «Мы вычислили напряженность электрического поля для любой точки, в том числе внутри астероида, – говорит Роберг. – Механизмы, сопровождающие образование этих электрических полей, очень специфичны, во всем мире всего десяток человек занимается этим вопросом, и по счастью двое из них работают в нашем Институте».

Для получения представления о происходящем пришлось прибегнуть к магнитной гидродинамике, описывающей поведение заряженных жидкостей, включая плазму, в магнитных полях. При этом частицы солнечного ветра в Солнечной системе, разумеется, были не единственными. Значительную часть составляли нейтральные частицы, и для такой смеси расчеты становятся особенно трудными. «Нейтральные частицы взаимодействуют с заряженными через трение, – говорит Менцель. – Это создает проблему учета динамики нейтральных частиц, к которым примешано небольшое количество заряженных частиц, также взаимодействующих с магнитным полем». Полученные в работе уравнения позволяют описать все эти процессы. Однако нам не удастся узнать, что же в самом деле происходило в молодой Солнечной системе, и новая теория лишь займет место среди других. Однако наблюдение молодых звездных систем нашей Вселенной может позволить проверить их предсказания на звездах, похожих на Солнце. Конечно, придется сменить еще не одно поколение телескопов, чтобы можно было наблюдать движение крупных массивов частиц в протопланетных дисках и иметь представление о происходящем внутри далеких астероидов. Сейчас для этого недоступны даже планеты.