Se på noen av solsystemets tidligste materialer: den rosa kjernen består av melilitt, spinel og perovskitt. Den flerfargede kanten inneholder hibonitt, perovskitt, spinell, melilitt / sodalitt, pyroxen og olivin. Dette nærbildet avslører en del av en ertestørrelse med meteoritt, en kalk-aluminiumrik inneslutning, dannet da planetene i solsystemet vårt fremdeles var støvkorn som surret rundt solen - og det kan fortelle en tidlig del av historien om Hva skjedde etterpå.
Meteoritter har forundret romforskere i mer enn 100 år fordi de inneholder mineraler som bare kunne dannes i kalde miljøer, samt mineraler som har blitt endret av varme miljøer. Spesielt karbonholdige kondritter inneholder kondruller i millimeter og opptil centimeter store kalsiumaluminiumrike inneslutninger, som den som er vist ovenfor, som en gang ble oppvarmet til smeltepunktet og senere sveiset sammen med kaldt støv.
"Disse primitive meteorittene er som tidskapsler, som inneholder de mest primitive materialene i solsystemet vårt," sa Justin Simon, astronomisk forsker ved NASAs Johnson Space Center i Houston, som ledet den nye studien. CAI er noen av de mest interessante meteorittkomponentene. De registrerte solsystemets historie før noen av planetene ble dannet, og var de første faste stoffer som kondenserte ut av den gassformede tåken rundt protosunet vårt. ”
For det nye papiret, som vises i Vitenskap i dag utførte Simon og kollegene en mikrosonde-analyse for å måle oksygenisotopvariasjoner i mikrometer-skala lag av kjernen og ytre lag av det gamle kornet, anslått å være 4,57 milliarder år gammelt.
Alle disse kalsiumaluminiumrike inneslutningene, eller CAI-er, antas å ha sin opprinnelse i nærheten av protosunet, som beriket nebulargassen med isotopens oksygen-16. I inkluderingen som ble analysert for den nye studien, ble overflod av oksygen-16 funnet å avta utover fra sentrum av kjernen, noe som tyder på at det dannet seg i det indre solsystemet, der oksygen-16 var rikelig, men senere beveget seg lenger fra solen og mistet oksygen-16 til omgivelsene 16O-dårlig bensin.
Simon og kollegene foreslår at innledende felgedannelse kunne ha skjedd når inneslutninger falt tilbake i midtplanet på disken, indikert med den stiplede banen A ovenfor; mens de vandret utover i planet til disken, vist som bane B; og / eller når de kom inn i bølger med høy tetthet (dvs. sjokkbølger). Sjokkbølger ville være en rimelig kilde for de underforståtte 16O-dårlig gass, økt støvforekomst og termisk oppvarming. Det første minerallaget utenfor kjernen hadde mer oksygen-16, noe som innebærer at kornet senere hadde returnert til det indre solsystemet. Ytterkantlag hadde forskjellige isotopsammensetninger, men indikerer generelt at de også dannet seg nærmere solen og / eller i regioner der de hadde lavere eksponering for 16O-dårlig gass som de landlige planetene dannet seg fra.
Forskerne tolker disse funnene som bevis på at støvkorn reiste over store avstander mens den virvlende protoplanetære tåken kondenserte til planeter. Det eneste støvkornet de studerte ser ut til å ha dannet seg i det varme miljøet i solen, kan ha blitt kastet ut av solsystemets plan for å falle tilbake i asteroidebeltet og til slutt resirkulere tilbake til solen.
Denne odysseen er i samsvar med noen teorier om hvordan støvkorn som ble dannet i den tidlige protoplanetære tåken, eller propylid, og til slutt frø dannelsen av planeter.
Den kanskje mest populære teorien som forklarer sammensetningen av chrondrules og CAIs, er den såkalte X-wind-teorien som ble fremmet av den tidligere UC Berkeley-astronomen Frank Shu. Shu avbildet den tidlige protoplanetære disken som en vaskemaskin, med solens kraftige magnetiske felt som kavet gassen og støvet og kastet støvkorn som ble dannet nær solen ut av disken.
Når de ble utvist fra disken, ble kornene skjøvet utover for å falle som regn i det ytre solsystemet. Disse kornene, både hurtigoppvarmede kondrules og langsomt oppvarmede CAIer, ble til slutt inkorporert sammen med uoppvarmet støv i asteroider og planeter.
"Det er problemer med detaljene i denne modellen, men det er en nyttig ramme for å prøve å forstå hvordan materiale som opprinnelig ble dannet nær solen kan havne ute i asteroidebeltet," sa medforfatter Ian Hutcheon, visedirektør for Lawrence Livermore National Laboratory Glenn T. Seaborg Institute.
Når det gjelder dagens planeter, ble antagelig kornet dannet i løpet av Mercury-bane, flyttet utover gjennom planetformasjonsområdet til asteroidebeltet mellom Mars og Jupiter, og reiste deretter tilbake mot solen igjen.
"Det kan ha fulgt en bane som ligner på antydet i X-wind-modellen," sa Hutcheon. "Selv om støvkornet gikk ut til asteroidebeltet eller utover, måtte det finne veien tilbake i. Det er noe X-wind-modellen ikke snakker om i det hele tatt."
Simon planlegger å sprekke åpen og undersøke andre CAIer for å avgjøre om denne spesielle CAI (referert til som A37) er unik eller typisk.
Kilde: Vitenskap og en pressemelding fra University of California i Berkeley.
