Meteoryty żelazne sugerują, że młody Układ Słoneczny wygląda jak pączek

Cztery i pół miliarda lat temu nasz Układ Słoneczny był chmurą gazu i pyłu krążącą wokół Słońca, aż gaz zaczął się kondensować i gromadzić wraz z pyłem, tworząc asteroidy i planety. Jak wygląda ten kosmiczny żłobek, znany jako dysk protoplanetarny i jak się składa? Astronomowie mogą używać teleskopów do „obserwowania” dysków protoplanetarnych znajdujących się daleko poza naszym bardziej dojrzałym Układem Słonecznym, ale nie da się zaobserwować, jak wyglądał nasz wczesny układ – byłby w stanie to zobaczyć jedynie obcy oddalony o miliardy lat świetlnych stąd. jak przedtem.

Na szczęście z kosmosu spadły pewne dowody — fragmenty obiektów, które powstały na początku historii Układu Słonecznego i wpadły do ​​ziemskiej atmosfery, zwane meteorytami. Powstawanie meteorytów opowiada historie o narodzinach Układu Słonecznego, ale historie te często rodzą więcej pytań niż odpowiedzi.

W artykule opublikowanym w Proceedings of National Academy of Sciences, Zespół planetologów z Uniwersytetu Kalifornijskiego i Laboratorium Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Johna Hopkinsa poinformował, że metale ogniotrwałe, które kondensują w wysokich temperaturach, takie jak iryd i platyna, występowały częściej w meteorytach powstałych na dysku zewnętrznym, który był chłodny i odległy ze słońca. słońce. Minerały te miały powstać bliżej Słońca, gdzie temperatura była znacznie wyższa. Czy istniała ścieżka transportująca te minerały z dysku wewnętrznego na dysk zewnętrzny?

Większość meteorytów powstała w ciągu pierwszych kilku milionów lat historii Układu Słonecznego. Niektóre meteoryty, zwane chondrytami, to niestopione grudki ziaren i pyłu pozostałe po procesie formowania się planet. Inne meteoryty napotkały wystarczającą ilość ciepła, aby stopić się podczas formowania się asteroid macierzystych. Kiedy te asteroidy się stopiły, część krzemianowa i metaliczna oddzieliły się ze względu na ich różną gęstość, podobnie jak woda i olej nie mieszają się.

Większość współczesnych asteroid znajduje się w grubym pasie pomiędzy Marsem a Jowiszem. Naukowcy uważają, że grawitacja Jowisza zakłóciła ścieżkę tych asteroid, powodując, że wiele z nich zderza się ze sobą i rozpada. Kiedy kawałki tych asteroid spadają na Ziemię i są odzyskiwane, nazywane są meteorytami.

Meteoryty żelazne należą do rdzeni mineralnych najstarszych asteroid, starszych niż jakiekolwiek inne skały i ciała niebieskie w naszym Układzie Słonecznym. Żelazka zawierają izotopy molibdenu, które wskazują wiele różnych miejsc na dysku protoplanetarnym, w których powstały te meteoryty. Dzięki temu naukowcy mogą dowiedzieć się, jaki był skład chemiczny dysku na początku jego istnienia.

Poprzednie badania z wykorzystaniem Atacama Large Millimeter/submilimeter Array w Chile pozwoliły odkryć wiele dysków wokół innych gwiazd, które przypominają koncentryczne pierścienie, niczym tarcza do gry w rzutki. Pierścienie tych dysków planetarnych, takich jak HL Tau, są oddzielone fizycznymi przerwami, więc tego typu dysk nie może zapewnić ścieżki transportu żaroodpornych metali z dysku wewnętrznego na dysk zewnętrzny.

Nowe badanie sugeruje, że nasz dysk słoneczny prawdopodobnie od początku nie miał struktury pierścieniowej. Zamiast tego nasz dysk planetarny wyglądał bardziej jak placek, a asteroidy z metalicznymi ziarnami bogatymi w metale iryd i platynę migrowały do ​​dysku zewnętrznego w miarę jego gwałtownej ekspansji.

Badacze stanęli jednak przed kolejną zagadką. Gdy dysk się rozszerzył, grawitacja rzekomo wciągnęła te minerały z powrotem do Słońca. Ale tak się nie stało.

„Gdy Jowisz się uformował, najprawdopodobniej otworzył fizyczną szczelinę, która uwięziła iryd i platynę w dysku zewnętrznym i uniemożliwiła im wpadnięcie na Słońce” – powiedział pierwszy autor Bidong Zhang, planetolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Kalifornii. „Metale te zostały później włączone do asteroid, które utworzyły się na dysku zewnętrznym. To wyjaśnia, dlaczego meteoryty, które utworzyły się na dysku zewnętrznym – chondryty węglowe i meteoryty żelazne typu węglowego – miały znacznie wyższą zawartość irydu i platyny niż ich odpowiedniki w dysku wewnętrznym. „

Zhanga i jego współpracowników używany Meteoryty żelazne zrekonstruują rozkład wody w dysku protoplanetarnym.

„Meteoryty żelazne to ukryte klejnoty. Im więcej dowiemy się o meteorytach żelaznych, tym bardziej odkryta zostanie tajemnica narodzin naszego Układu Słonecznego” – powiedział Zhang.