Entä jos aurinkokunnassamme olisi toinen planeettojen sukupolvi, joka muodostui ennen nykyisiä planeettoja tai niiden rinnalla? Uusi tutkimus, joka ilmestyi Nature Communicationsissa 17. huhtikuuta 2018, tarjoaa todisteita siitä, että näin tapahtui. Ensimmäisen sukupolven planeetat eli planeetta olisi tuhottu törmäyksissä aurinkojärjestelmän aikaisempina päivinä, ja suuri osa roskista pyyhkäisiytyi uusien kappaleiden muodostukseen.
Tämä ei ole uusi teoria, mutta uusi tutkimus tuo uusia todisteita sen tueksi.
Todisteet ovat meteoriitin muodossa, joka törmäsi Sudanin Nubian autiomaan alueelle vuonna 2008. Meteoriitti tunnetaan nimellä 2008 TC3 tai Almahata Sitta -meteoriitti. Meteoriitin sisällä on pieniä nanodimanteiksi kutsuttuja kiteitä, jotka tämän tutkimuksen mukaan olisivat voineet muodostua vain korkean paineen olosuhteissa planeetan kasvun aikana. Tämä on ristiriidassa aikaisemman ajattelun näiden meteoriittien ympärillä, mikä viittaa siihen, että ne muodostuivat vanhojen kappaleiden välisissä törmäyksissä syntyneiden voimakkaiden iskuaaltojen seurauksena.
"Osoitamme, että nämä suuret timantit eivät voi olla seurauksena sokista, vaan pikemminkin planeetalla tapahtuneesta kasvusta." - tutkimuksen yhteiskirjailija Philippe Gillet
Planeettamuodostumisen mallit osoittavat, että maanpäälliset planeetat muodostuvat pienempien kappaleiden lisääntyessä suurempiin ja isompiin kappaleisiin. Seuraa prosessia riittävän kauan, ja päädyt maan kaltaisille planeetoille. Pienemmät rungot, jotka yhdistyvät, ovat tyypillisesti Kuun ja Marsin koon välillä. Mutta todisteita näistä pienemmistä ruumiista on vaikea löytää.
Yksi tyyppi ainutlaatuista ja harvinaista meteoriittia, nimeltään ureiliitti, voisi tarjota todisteita mallien varmuuskopioinnista, ja juuri se putosi maan päälle Nubian autiomaassa vuonna 2008. Ureilien uskotaan olevan kadonneen planeetan jäänteitä, jotka muodostuivat aurinkokunnan ensimmäiset 10 miljoonaa vuotta, ja tuhoutui sitten törmäyksessä.
Ureilit ovat erilaisia kuin muut kiviset meteoriitit. Heillä on korkeampi hiilikomponentti kuin muilla meteoriiteilla, enimmäkseen edellä mainittujen nanodimanttien muodossa. Tutkijat Sveitsistä, Ranskasta ja Saksasta tutkivat timantteja vuoden 2008 TC3: n sisällä ja totesivat, että ne muodostuivat todennäköisesti pienellä proto-planeetalla noin 4,55 miljardia vuotta sitten.
Philippe Gillet, yksi tutkimuksen yhteistekijöistä, sanoi tämän Associated Press -haastattelussa: "Osoitamme, että nämä suuret timantit eivät voi olla seurauksena sokista, vaan pikemminkin planeetalla tapahtuneesta kasvusta."
Tässä tutkimuksessa esitetyn tutkimuksen mukaan nämä nanodimanttit muodostettiin 200 000 bar (2,9 miljoonaa psi) paineessa. Tämä tarkoittaa, että salaperäisen vanhemman planeetan olisi pitänyt olla yhtä suuri kuin elohopea tai jopa Mars.
Tutkimuksen avain on nanodimanttien koko. Ryhmän tulokset osoittavat, että timanttikiteitä on jopa 100 mikrometriä. Vaikka nanodimanttit on sittemmin segmentoitu grafiittisointiprosessilla, joukkue on varma, että nämä suuret kiteet ovat olemassa. Ja ne olisi voitu muodostaa vain staattisella korkeapainekasvulla planeetan sisätiloissa. Törmäysiskun aalto ei olisi voinut tehdä sitä.
Mutta tutkimuksen ureilitemeteoriitin emäkappale olisi pitänyt joutua törmäysten kohteeksi, muuten missä se on? Tämän meteoriitin tapauksessa törmäys ja siitä aiheutuva iskuaalto olivat silti tärkeitä.
Tutkimuksessa jatketaan, että törmäys tapahtui jonkin aikaa vanhemman kehon muodostumisen jälkeen. Ja tämä törmäys olisi tuottanut iskun aallon, joka aiheutti nanodimanttien grafiittisen muodon.
Tärkein todiste on ns. High-Angle-rengasmaisen tummakentän (HAADF) skannauslähetys-elektronimikroskopian (STEM) kuvissa, kuten yllä on esitetty. Kuva on kaksi kuvaa yhdessä, oikealla oleva on suurennus vasemmalla olevasta kuvan osasta. Vasemmalla pisteviivat keltaiset viivat osoittavat timanttikiteiden alueita erillään grafiitin alueista. Oikealla on vihreän neliön suurennus.
Sisällyttämispolut ovat tärkeitä täällä. Oikealla, sisällyttämispolut on korostettu oransseilla viivoilla. Ne osoittavat selvästi inkluusioviivat, jotka vastaavat vierekkäisten timanttisegmenttien välillä. Inkluusioviivoja ei kuitenkaan ole läsnä olevassa grafiitissa. Tutkimuksessa tutkijoiden mukaan tämä on "kiistatonta morfologista näyttöä siitä, että sulkeumat olivat timantissa ennen kuin ne hajotettiin pienemmiksi paloiksi graafisoimalla".
Yhteenvetona voidaan todeta, että tämä tukee ajatusta, että aurinkokunnan ensimmäisen 10 miljoonan vuoden aikana muodostui pieni planeetta, joka oli elohopean ja Marsin koon välillä. Tuon rungon sisällä suuret nanodimanttit muodostuivat korkean paineen kasvun myötä. Loppujen lopuksi kyseinen vanhempi ruumis oli törmäyksessä, joka aiheutti iskuaallon. Sitten iskuaalto aiheutti nanodimanttien grafiittisen.
Se on kiehtova todiste ja sopii yhteen sen kanssa, mitä tiedämme aurinkokuntamme muodostumisesta ja kehityksestä.
Lähteet:
- Suuri planeettakappale, joka on johdettu timanttien sulkemisista ureilitemeteoriitissa
- Tutkimus: Taivaan timantti on saattanut tulla kadonneelta planeetalta
