Здесь наиболее важным источником информации являются те же метеориты. Как уже говорилось, газ протосолнечной туманности, из которого впоследствии образовались планеты, был, за исключением летучих элементов, перемешан до довольно однородного состояния. Об этом говорит чрезвычайное постоянство химического состава, обнаруженное при изучении вещества Земли, метеоритов, лунных пород, при анализе состава солнечного ветра (потока частиц, испускаемого Солнцем) и при изучении содержания элементов на поверхности и в короне Солнца (по анализу спектральных линий).
Метеориты, разумеется, составляют очень небольшую долю общей массы Солнечной системы. Однако если предполагать однородность состава для газа всей протосолнечной туманности, то химический состав хондритов С1 можно считать присущим всей Солнечной системе в целом. Во всяком случае это подтверждается тем, что за исключением инертных газов и других летучих элементов, химический состав хондритов С1 совпадает с составом солнечной поверхности, определенным по линиям в спектре солнечного излучения.
Что же касается инертных газов, водорода и других летучих элементов, то их содержание в твердом веществе метеоритов невелико по сравнению с газом протосолнечной туманности. Представление об их распространенности в Солнечной системе можно получить из спектра излучения солнечной поверхности, а также из данных по регистрации солнечного ветра в высоких слоях земной атмосферы и на поверхности Луны. Однако для трех самых тяжелых стабильных инертных газов (аргона, криптона и ксенона), у которых не наблюдаются спектральные линии, степень распространенности в Солнечной системе оценивается косвенным образом.
Предпочтительную модель происхождения Солнечной системы, не противоречащую известным в настоящее время фактическим данным и объясняющую их наиболее естественным путем, можно кратко описать следующим образом. Солнце и планеты образовались в едином процессе в результате сжатия (коллапса) прото-солнечной туманности, состоявшей на 98— 99% из газа, обладавшей относительно медленным вращением и имевшей массу, лишь немного превышающую массу Солнца. При сжатии протосолнечной туманности сначала образовалось более плотное горячее ядро. Затем вследствие неустойчивости на краю ядра, в его экваториальной плоскости, отделилось небольшое количество вещества, из которого сформировалось уплощенное газопылевое облако — диск. Вещество, продолжавшее падать на диск, способствовало разрастанию диска до размеров, близких к размерам современной планетной системы. Ядро, от которого передавался вращательный момент, сжавшись, превратилось в Солнце. Согласно расчетам, проведенным учеными разных стран, эта стадия протекала в течение одного миллиона лет.
Если учитывать эти исключения, изотопный состав встречающихся в природе химических элементов в основном однороден. Открытие этого явления — одно нз самых выдающихся достижений в изучении истории образования планет с 50-х годов.
Каков же смысл однородности изотопного состава?
Мы установили, что изотопный состав определяется типом реакции нуклеосинтеза элементов. Одинаковое же значение изотопного состава химических элементов, слагающих Солнечную систему, вряд ли образовалось случайно (слишком уж большое нагромождение случайностей требовалось бы для этого). И самым разумным объяснением является то, что химические элементы, слагающие Землю, метеориты, а также Луну, образовались в одних и тех же реакциях нуклеосинтеза. Образно говоря, вещество, из которого образовались планеты и метеориты, «сварилось» в одном «котле».
Все эти геохимические и космохимические данные хорошо согласуются с астрофизическими представлениями о том, что Солнце и планеты образовались из существовавшего тогда межзвездного газа. Химические элементы, образующиеся в бесчисленно раз повторяющихся реакциях нуклеосинтеза, были в нем столь хорошо перемешаны, что сформировавшаяся в конце концов Солнечная система стала обладать достаточно однородным изотопным составом.
Около 4,5 миллиарда лет назад в результате протекавших ранее процессов нуклеосинтеза уже существовал весь набор химических элементов, составляющих нашу Солнечную систему. Химические элементы находились в космическом пространстве в виде межзвездного газа (с примесью пыли), иногда концентрирующегося в облака. К таким облакам относилось и протосолнечиое, которое обладало почти той же массой, что и современная Солнечная система. При сжатии в его центре сформировалось Солнце. Согласно теоретическим представлениям масса межзвездного газа, из которого образовалась Солнечная система, должна составлять 1,05 массы Солнца. Как показывают расчеты, системы подобного типа, то есть имеющие в центре лишь одну звезду, не могут сформироваться, если масса газа больше или меньше этого значения.
На ранних стадиях сжатия облака, еще до того как в его центре образовалось Солнце, облако, медленно вращаясь, начало постепенно уплощаться н приняло дискообразную форму. Именно с этого момента, собственно, и началась стадия протосолнечной туманности. Поскольку в это время температура в туманности стала падать, возникла конденсация составляющего ее газа. В результате протосолиечная туманность, по-видимому, стала состоять в основной своей внешней части из бесчисленного множества мелких частиц размером несколько миллиметров. В дальнейшем, по мере того как облако становилось все более плоским, плотность его вещества увеличивалась, и вследствие механической неустойчивости облако разделилось на группы тел размером около 10 километров, называемых микропланетами, или планетезималиями .
Микропланеты в результате повторявшихся столкновений друг с другом сливались, разрастаясь в конце концов до размеров планет, таких, как, скажем, Земля и Марс. Как показывают расчеты, время, необходимое для формирования планет типа Земли или Марса из протосолнечной туманности, составляет от нескольких миллионов до нескольких десятков миллионов лет. Это хорошо согласуется с выводом, сделанным на основании существования в прошлом йода-129, о том, что промежуток времени, прошедший с момента завершения реакций нуклеосинтеза элементов до эпохи формирования Земли и метеоритов, равнялся около 100 миллионов лет.