Nauti silmäsi jokaisella aurinkokunnan aikaisimmista materiaaleista: vaaleanpunainen ydin sisältää meliliittia, spinelliä ja perovskitea. Monivärinen reuna sisältää hiboniittia, perovskitettä, spinelliä, meliliittiä / sodaliittia, pyrokseenia ja oliviinia. Tämä lähikuva paljastaa osan hernekokoisesta meteoriittimurusta, kalsium-alumiinirikkaasta inkluusiosta, joka muodostui, kun aurinkokunnan planeettamme olivat vielä auringon ympäri pyörteileviä pölyjyviä - ja se voi kertoa tarinan alkuosan mitä tapahtui seuraavaksi.
Meteoriitit ovat hämmentyneet avaruustutkijoita yli 100 vuotta, koska ne sisältävät mineraaleja, jotka voivat muodostua vain kylmissä olosuhteissa, sekä mineraaleja, jotka ovat muuttuneet kuumissa ympäristöissä. Erityisesti hiilipitoiset chritriitit sisältävät millimetrikokoiset chondrules ja jopa senttimetrikokoisiksi kalsium-alumiinirikkaiksi sulkeumiksi, kuten edellä on esitetty, jotka kuumennettiin kerran sulamispisteeseen ja hitsattiin myöhemmin yhdessä kylmätilan pölyn kanssa.
"Nämä primitiiviset meteoriitit ovat kuin aikakapselit, jotka sisältävät aurinkokuntamme primitiivisimmät materiaalit", kertoi uuden tutkimuksen johtaneelle NASA: n Johnsonin avaruuskeskukselle Houstonissa astromateriaalitutkija Justin Simon. ”CAI: t ovat joitain mielenkiintoisimpia meteoriittikomponentteja. He tallensivat aurinkokunnan historian ennen minkään planeetan muodostumista ja olivat ensimmäisiä kiinteitä aineita, jotka tiivistyivät protosuniemme ympäröivästä kaasumaisesta sumusta. "
Uudelle paperille, joka ilmestyy tiede tänään Simon ja hänen kollegansa tekivät mikrotunnistimen analyysin hapen isotooppimuutosten mittaamiseksi muinaisen viljan ydin- ja ulkokerrosten mikrometrin mittaisissa kerroksissa, joiden arvioidaan olevan 4,57 miljardia vuotta vanhoja.
Kaikkien näiden kalsium-alumiinirikkaiden sulkeumien eli CAI: n uskotaan syntyneen lähellä protosunia, joka rikastutti sumukaasua isotoopilla happea-16. Uudelle tutkimukselle analysoidussa sisällyttämisessä hapen-16 määrän havaittiin vähenevän ulospäin ytimen keskustasta, mikä viittaa siihen, että se muodostui sisäiseen aurinkojärjestelmään, jossa happea-16 oli runsaammin, mutta siirtyi myöhemmin kauemmas aurinko ja menetti happea-16 ympäröivään 16O-huono kaasu.
Simon ja hänen kollegansa ehdottivat, että vanteen alkuperäinen muodostuminen olisi voinut tapahtua, kun sulkeumat putosivat levyn keskitasoon, jota osoittaa yllä katkoviivalla polulla A; kun ne siirtyivät ulospäin levyn tasossa, joka on esitetty polulla B; ja / tai kun he siirtyivät suuritiheyksisiin aaltoihin (ts. iskuaaltoihin). Shockwaves olisi kohtuullinen lähde oletetulle 16O-huono kaasu, lisääntynyt pölymäärä ja lämpölämmitys. Ensimmäisessä mineraalikerroksessa ytimen ulkopuolella oli enemmän happea-16, mikä viittaa siihen, että vilja oli myöhemmin palannut sisäiseen aurinkokuntaan. Ulkopintakerroksilla oli vaihtelevia isotooppikoostumuksia, mutta yleensä ne osoittavat, että ne muodostuivat myös lähempänä aurinkoa ja / tai alueilla, joilla niiden altistuminen oli alhaisempaa 16O-huono kaasu, josta maanpäälliset planeetat muodostuivat.
Tutkijat tulkitsevat nämä havainnot todisteeksi siitä, että pölyjyvät kulkivat suuria matkoja, kun pyörittelevä protoplanetaarinen sumu tiivistyi planeetoiksi. Heidän tutkimansa yksittäinen pölyjyvä näyttää olevan muodostunut auringon kuumassa ympäristössä, se on ehkä heitetty aurinkokunnan tasolta pudotakseen takaisin asteroidihihnalle ja kierrätetty lopulta takaisin aurinkoon.
Tämä odysseia on johdonmukainen joidenkin teorioiden kanssa siitä, kuinka varhaisessa protoplanetaarisessa sumussa muodostuneet pölyjyvät eli propyylidi lopulta kasvattavat planeettojen muodostumista.
Ehkä suosituin teos, joka selittää krondruulien ja CAI: n koostumuksen, on ns. X-wind-teoria, jota puolustaa entinen UC Berkeleyn tähtitieteilijä Frank Shu. Shu kuvasi varhaisen protoplanetaarisen levyn pesukoneena. Auringon voimakkaat magneettikentät polttoivat kaasua ja pölyä ja heittivät auringon lähellä muodostuneita pölyjyviä levyltä.
Kun karkotettiin levyltä, jyvät työnnettiin ulospäin putoamaan kuin sade ulkoiseen aurinkokuntaan. Nämä jyvät, sekä lämmitetyt chondrules että hitaasti kuumennetut CAI: t, sisällytettiin lopulta lämmittämättömän pölyn kanssa asteroideihin ja planeetoihin.
"Tämän mallin yksityiskohtiin liittyy ongelmia, mutta se on hyödyllinen kehys ymmärtääkseen, kuinka alun perin auringon lähellä muodostunut materiaali voi päätyä asteroidivyöhykkeeseen", sanoi avustaja Ian Hutcheon, Lawrence Livermore National Laboratoryn apulaisjohtaja. Glenn T. Seaborgin instituutti.
Nykypäivän planeettojen kannalta todennäköisesti elohopean kiertoradalla muodostunut vilja siirtyi ulospäin planeetan muodostumisalueen läpi asteroidihihnaan Marsin ja Jupiterin välillä ja matkusti sitten takaisin kohti aurinkoa.
"Se on saattanut noudattaa samanlaista suuntausta kuin X-wind-mallissa ehdotettiin", Hutcheon sanoi. "Vaikka sen jälkeen kun pölyjyvä meni asteroidivyölle tai sen ulkopuolelle, sen piti löytää tiensä takaisin sisään. Tästä X-wind-mallista ei puhuta ollenkaan."
Simon aikoo murtautua auki ja koettaa muita CAI: ita selvittääkseen, onko kyseinen CAI (viitattu nimellä A37) ainutlaatuinen vai tyypillinen.
Lähde: tiede ja lehdistötiedote Kalifornian yliopistosta Berkeleyssä.
