Vær opmærksom på nogle af solsystemets tidligste materialer: den lyserøde kerne består af melilit, spinel og perovskit. Den flerfarvede kant indeholder hibonit, perovskit, spinel, melilit / sodalit, pyroxen og olivin. Denne nærbillede afslører en del af en Ærstørrelse af meteorit, en calcium-aluminiumrig indeslutning, der blev dannet, da planeterne i vores solsystem stadig var støvkorn der hvirvlede rundt om solen - og det kan fortælle en tidlig del af historien om hvad skete der så.
Meteoritter har forundret rumforskere i mere end 100 år, fordi de indeholder mineraler, der kun kunne dannes i kolde miljøer, samt mineraler, der er ændret af varme miljøer. Carbonholdige kondriter indeholder især chondrules i millimeter og op til centimeter-store calciumaluminiumrige indeslutninger, som den, der er vist ovenfor, der engang blev opvarmet til smeltepunktet og senere svejset sammen med koldt rumstøv.
”Disse primitive meteoritter er som tidskapsler, der indeholder de mest primitive materialer i vores solsystem,” sagde Justin Simon, en astromaterialeforsker ved NASAs Johnson Space Center i Houston, der ledede den nye undersøgelse. ”CAI'er er nogle af de mest interessante meteoritkomponenter. De registrerede solsystemets historie, før nogen af planeterne blev dannet, og var de første faste stoffer til at kondensere ud af den gasformige tåge, der omgiver vores protosun. ”
For det nye papir, der vises i Videnskab i dag udførte Simon og hans kolleger en mikrosonde-analyse for at måle ilt-isotopvariationer i mikrometer-skala lag af kerne og yderlag af det gamle korn, anslået til at være 4,57 milliarder år gamle.
Alle disse kalciumaluminiumrige indeslutninger, eller CAI'er, antages at have sin oprindelse i nærheden af protosunet, som berikede den nulformede gas med isotopens oxygen-16. I den inkludering, der blev analyseret til den nye undersøgelse, viste det sig, at forekomsten af ilt-16 faldt udad fra midten af kernen, hvilket antydede, at det dannede sig i det indre solsystem, hvor oxygen-16 var mere rigeligt, men senere flyttede længere fra solen og mistet ilt-16 til det omkringliggende 16O-dårlig gas.
Simon og hans kolleger foreslår, at den oprindelige randdannelse kunne have fundet sted, da indeslutninger faldt tilbage i midtplanen på disken, angivet med den stiplede sti A ovenfor; da de vandrede udad i diskens plan, vist som sti B; og / eller når de trådte ind i bølger med høj tæthed (dvs. shockbølger). Shockwaves ville være en rimelig kilde for de underforståede 16O-dårlig gas, øget overflod af støv og termisk opvarmning. Det første minerallag uden for kernen havde mere ilt-16, hvilket antyder, at kornet derefter var vendt tilbage til det indre solsystem. Ydre kantlag havde forskellige isotopsammensætninger, men indikerer generelt, at de også dannede sig tættere på solen og / eller i regioner, hvor de havde lavere eksponering for 16O-dårlig gas, hvorfra de jordiske planeter dannede sig.
Forskerne fortolker disse fund som bevis for, at støvkorn gik over store afstande, efterhånden som den hvirvlende protoplanetære tåge kondenserede til planeter. Det enkelte støvkorn, de studerede, ser ud til at have dannet sig i solens varme miljø, kan have været kastet ud af solsystemets plan for at falde tilbage i asteroidebæltet og til sidst recirkuleret tilbage til solen.
Denne odyssey er konsistent med nogle teorier om, hvordan støvkorn dannet i den tidlige protoplanetære tåge eller propylid, der til sidst podede dannelsen af planeter.
Den mest populære teori, der forklarer sammensætningen af chrondrules og CAI'er, er måske den såkaldte X-wind-teori, der er fremsat af den tidligere UC Berkeley-astronom Frank Shu. Shu afbildede den tidlige protoplanetære disk som en vaskemaskine, hvor solens kraftige magnetfelter gnister gas og støv og kastede støvkorn dannet nær solen ud af disken.
Når de var blevet udvist fra disken, blev kornene skubbet udad for at falde som regn i det ydre solsystem. Disse kerner, både flashopvarmede chondrules og langsomt opvarmede CAI'er, blev til sidst inkorporeret sammen med uopvarmet støv i asteroider og planeter.
”Der er problemer med detaljerne i denne model, men det er en nyttig ramme for at prøve at forstå, hvordan materiale, der oprindeligt blev dannet nær solen, kan ende ud i asteroidebæltet,” sagde medforfatter Ian Hutcheon, vicechef for Lawrence Livermore National Laboratory Glenn T. Seaborg Institut.
Med hensyn til dagens planeter, kornet sandsynligvis dannet inden for Mercury bane, flyttede udad gennem regionen af planetdannelse til asteroidebæltet mellem Mars og Jupiter og rejste derefter tilbage mod solen igen.
”Det kan have fulgt en bane, der ligner den, der blev foreslået i X-wind-modellen,” sagde Hutcheon. ”Selvom støvkornet gik ud til asteroide-bæltet eller derover, måtte det finde vej tilbage i. Det er noget, som X-wind-modellen overhovedet ikke taler om.”
Simon planlægger at knække åbent og undersøge andre CAI'er for at afgøre, om denne særlige CAI (kaldet A37) er unik eller typisk.
Kilde: Videnskab og en pressemeddelelse fra University of California i Berkeley.
