Hvad hvis vores solsystem havde en anden generation af planeter, der dannede før eller ved siden af de planeter, vi har i dag? En ny undersøgelse offentliggjort i Nature Communications den 17. april 2018 præsenterer bevis for, at det er, hvad der skete. Den første generation af planeter eller planet ville være blevet ødelagt under kollisioner i de tidligere dage af solsystemet og meget af affaldet fejede op i dannelsen af nye kroppe.
Dette er ikke en ny teori, men en ny undersøgelse bringer nye beviser til støtte for den.
Beviserne er i form af en meteorit, der styrtede ned i Sudans Nubian-ørken i 2008. Meteoritten er kendt som 2008 TC3, eller Almahata Sitta-meteoritten. Inde i meteoritten er små krystaller kaldet nanodiamonds, som ifølge denne undersøgelse kun kunne have dannet sig under højtryksforholdene inden for en planets vækst. Dette kontrasterer tidligere tænkning omkring disse meteoritter, hvilket antyder, at de dannede sig som et resultat af kraftige stødbølger skabt i kollisioner mellem forældrekropper.
”Vi demonstrerer, at disse store diamanter ikke kan være et resultat af et chok, men snarere af vækst, der har fundet sted inden for en planet.” - studere medforfatter Philippe Gillet
Modeller af planetarisk dannelse viser, at jordbaserede planeter dannes ved optagelse af mindre legemer til større og større kroppe. Følg processen længe nok, og du ender med planeter som Jorden. De mindre kroppe, der samles, er typisk mellem størrelsen på Månen og Mars. Men bevis for disse mindre kroppe er svært at finde.
En type unik og sjælden meteorit, kaldet en ureilit, kunne give bevis for at sikkerhedskopiere modellerne, og det er hvad der faldt til Jorden i Nubian-ørkenen i 2008. Ureilitter menes at være resterne af en mistet planet, der blev dannet i de første 10 millioner år af solsystemet, og derefter blev ødelagt i en kollision.
Ureilitter er forskellige end andre stenede meteoritter. De har en højere kulstofbestanddel end andre meteoritter, mest i form af de nævnte nanodiamanter. Forskere fra Schweiz, Frankrig og Tyskland undersøgte diamanter i TC3 i 2008 og bestemte, at de sandsynligvis dannede sig i en lille prototype for ca. 4,55 milliarder år siden.
Philippe Gillet, en af studiens medforfattere, sagde i et interview med Associated Press: "Vi demonstrerer, at disse store diamanter ikke kan være et resultat af et chok, men snarere af en vækst, der har fundet sted inden for en planet."
I henhold til den forskning, der er præsenteret i denne artikel, blev disse nanodiamonds dannet under et tryk på 200.000 bar (2,9 millioner psi). Dette betyder, at mysteriet forælderplaneten måtte have været så stort som Merkur eller endda Mars.
Nøglen til undersøgelsen er størrelsen på nanodiamonds. Holdets resultater viser tilstedeværelsen af diamantkrystaller så store som 100 mikrometer. Selvom nanodiamanterne siden er blevet segmenteret efter en proces kaldet grafitisering, er teamet overbevist om, at disse større krystaller er der. Og de kunne kun være dannet af statisk vækst i højt tryk inden for en planet. En kollisionsstødbølge kunne ikke have gjort det.
Men den overordnede krop til ureilite-meteoritten i undersøgelsen skulle have været genstand for kollisioner, ellers hvor er det? I tilfælde af denne meteorit spillede en kollision og den resulterende chokbølge stadig en rolle.
Undersøgelsen fortsætter med at sige, at en kollision fandt sted et stykke tid efter moderselskabets dannelse. Og denne kollision ville have frembragt chokbølgen, der forårsagede grafitisering af nanodiamanterne.
Det vigtigste bevis er i, hvad der kaldes High-Angle Annular Dark-Field (HAADF) -scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) -billeder, som det ses ovenfor. Billedet er to billeder i det ene, med det til højre som en forstørrelse af en del af billedet til venstre. Til venstre angiver prikkede gule linjer områder med diamantkrystaller adskilt fra områder med grafit. Til højre er en forstørrelse af den grønne firkant.
Inkluderingssporene er det, der er vigtigt her. Til højre fremhæves inklusionssporene med de orange linjer. De angiver tydeligt inklusionslinjer, der matcher mellem tilstødende diamantsegmenter. Men inkluderingslinjerne findes ikke i den mellemliggende grafit. I undersøgelsen siger forskerne, at dette er "ubestrideligt morfologisk bevis for, at indeslutningerne eksisterede i diamant, før disse blev opdelt i mindre stykker ved grafitisering."
For at opsummere understøtter dette tanken om, at der blev dannet en lille planet mellem størrelsen på Merkur og Mars i de første 10 millioner år af solsystemet. Inde i kroppen blev store nanodiamanter dannet af vækst med højt tryk. Til sidst var det forældreorgan involveret i en kollision, der frembragte en chokbølge. Stødbølgen forårsagede derefter grafitiseringen af nanodiamanterne.
Det er et spændende bevismateriale og passer med det, vi ved om dannelsen og udviklingen af vores solsystem.
Kilder:
- Et stort planetarisk legeme udledes af diamantindeslutninger i en ureilitmeteorit
- Undersøgelse: Diamant fra himlen er måske kommet fra 'mistet planet'
