Побалуйте своїми очима деякі з найдавніших матеріалів Сонячної системи: рожеве ядро містить меліліт, шпінель та перовскіт. Різнокольорова облямівка містить гібоніт, перовскіт, шпінель, меліліт / содаліт, піроксен та олівін. Цей крупний план розкриває частину метеориту, що має розмір гороху, багата кальцієм-алюмінієм, що утворюється, коли планети в нашій Сонячній системі ще були пиловими кружалями навколо сонця - і це може розповісти про ранню частину історії про що сталося далі.
Метеорити здивували космічних науковців більше 100 років, оскільки містять мінерали, які могли утворюватися лише в холодному середовищі, а також мінерали, які були змінені гарячими середовищами. Вуглецеві хондрити, зокрема, містять хондрули розміром міліметра і розміри до сантиметрів, багаті кальцієм-алюмінієм, як показано вище, які колись були нагріті до температури плавлення і пізніше зварені разом з пилом холодного простору.
"Ці примітивні метеорити - це капсули часу, що містять найпримітивніші матеріали в нашій Сонячній системі", - сказав Джастін Саймон, дослідник астроматеріалів у космічному центрі Джонсона NASA в Х'юстоні, який очолив нове дослідження. «CAI - одні з найцікавіших компонентів метеориту. Вони записали історію Сонячної системи до утворення будь-якої з планет, і вони були першими твердими речовинами, що конденсувалися з газоподібної туманності, що оточує наш протосун ».
Для нового паперу, який з'являється в Наука сьогодні Саймон та його колеги провели мікро-зондовий аналіз для вимірювання коливань ізотопів кисню в мікрометрових шарах ядра та зовнішніх шарів древнього зерна, які, за оцінками, становлять 4,57 мільярда років.
Вважається, що всі ці багаті кальцієм-алюмінієм включення, або CAI, походять поблизу протосуна, який збагатив туманний газ ізотопом кисню-16. У дослідженні включеного для нового дослідження було виявлено, що велика кількість кисню-16 зменшується назовні від центру ядра, що дозволяє припустити, що він утворюється у внутрішній Сонячній системі, де кисень-16 був більш рясним, але пізніше перемістився далі від сонце і втратили кисень-16 до оточуючих 16O-бідний газ.
Саймон та його колеги пропонують, що початкове формування ободу могло відбуватися, коли включення потрапляли назад у середню площину диска, позначену штриховою доріжкою A вище; коли вони мігрували назовні всередині площини диска, показані як шлях B; та / або під час введення хвиль високої щільності (тобто ударних хвиль). Ударні хвилі були б розумним джерелом для мається на увазі 16O-бідний газ, збільшена кількість пилу та тепловий нагрів. Перший мінеральний шар поза серцевиною мав більше кисню-16, що означає, що згодом зерно повернулося до внутрішньої сонячної системи. Зовнішні шари ободів мали різні ізотопні композиції, але в цілому свідчать про те, що вони також утворюються ближче до сонця та / або в регіонах, де вони мали нижчий вплив 16O бідний газ, з якого утворилися земні планети.
Дослідники трактують ці висновки як доказ того, що зерно пилу проїжджало на великі відстані як завихрення протопланетної туманності, що згущується на планетах. Здається, єдине пилове зерно, яке вони вивчали, утворилося в гарячому середовищі сонця, можливо, було викинуте з площини Сонячної системи, щоб впасти назад в пояс астероїдів, і врешті рециркулювати назад до сонця.
Ця одісея узгоджується з деякими теоріями про те, як зерна пилу утворилися на ранніх протопланетних туманностях, або пропіліді, врешті-решт сіяли планети.
Мабуть, найпопулярніша теорія, що пояснює склад хрондрулів та CAI, - це так звана теорія рентгенівських вітрів, яку розпочав колишній астроном Беркліського університету Френк Шу. Шу зобразив ранній протопланетний диск як пральну машину, при цьому сонячні потужні магнітні поля, що відбивали газ і пил, викидали зерна пилу, що утворюються поблизу сонця, з диска.
Щойно вигнані з диска, зерна були висунуті назовні, щоб потрапити як дощ у зовнішню Сонячну систему. Ці зерна, як нагріті спалахом хондрули, так і повільно нагріті CAI, врешті-решт були включені разом із неопаленим пилом в астероїди та планети.
"Є проблеми з деталями цієї моделі, але це корисна рамка для спроб зрозуміти, як матеріал, який спочатку утворюється біля Сонця, може опинитися в поясі астероїда", - сказав співавтор Ian Hutcheon, заступник директора Національної лабораторії Лоуренса Лівермора Інститут Глена Т. Сіборга
З точки зору сьогоднішніх планет, зерно, ймовірно, утворилося в орбіті Меркурія, перемістилося назовні через область формування планети до поясу астероїдів між Марсом і Юпітером, а потім знову вирушило до Сонця.
"Це, можливо, слідувало за траєкторією, подібною до запропонованої в рентгенівській моделі", - сказав Хатчон. "Хоча після того, як зерно пилу вийшло на пояс астероїда чи далі, йому довелося знайти свій шлях назад. Це те, про що в X-wind модель взагалі не йдеться."
Саймон планує розірвати і дослідити інші CAI, щоб визначити, чи є ця конкретна CAI (звана A37) унікальною чи типовою.
Джерело: Наука та прес-реліз Каліфорнійського університету в Берклі.
