Rifatevi gli occhi con alcuni dei primi materiali del sistema solare: il nucleo rosa comprende melilite, spinello e perovskite. Il bordo multicolore contiene hibonite, perovskite, spinello, melilite / sodalite, pirossene e olivina. Questo primo piano rivela parte di una porzione di meteorite grande come un pisello, un'inclusione ricca di calcio-alluminio, formata quando i pianeti nel nostro sistema solare erano ancora granelli di polvere che turbinavano attorno al sole - e può raccontare una prima parte della storia su quello che è successo dopo.
I meteoriti hanno sconcertato gli scienziati spaziali per oltre 100 anni perché contengono minerali che potrebbero formarsi solo in ambienti freddi, nonché minerali che sono stati alterati da ambienti caldi. I condriti carbonacei, in particolare, contengono condruli delle dimensioni di un millimetro e inclusioni ricche di calcio-alluminio di dimensioni fino a un centimetro, come quella mostrata sopra, che una volta venivano riscaldate al punto di fusione e successivamente saldate insieme con polvere nello spazio freddo.
"Questi meteoriti primitivi sono come capsule temporali, contenenti i materiali più primitivi nel nostro sistema solare", ha dichiarato Justin Simon, ricercatore di astromateriali presso il Johnson Space Center della NASA a Houston, che ha guidato il nuovo studio. “I CAI sono alcuni dei componenti meteoritici più interessanti. Hanno registrato la storia del sistema solare prima che si formasse uno qualsiasi dei pianeti e sono stati i primi solidi a condensarsi fuori dalla nebulosa gassosa che circonda il nostro protosun. "
Per il nuovo documento, che appare in Scienza oggi Simon e i suoi colleghi hanno eseguito un'analisi con micro-sonda per misurare le variazioni di isotopi di ossigeno negli strati su scala micrometrica del nucleo e degli strati esterni del grano antico, stimati in 4,57 miliardi di anni.
Si pensa che tutte queste inclusioni o CAI ricchi di calcio-alluminio abbiano avuto origine vicino al protosun, che ha arricchito il gas nebulare con l'isotopo ossigeno-16. Nell'inclusione analizzata per il nuovo studio, l'abbondanza di ossigeno-16 si è ridotta diminuendo verso l'esterno dal centro del nucleo, suggerendo che si è formato nel sistema solare interno, dove l'ossigeno-16 era più abbondante, ma in seguito si è spostato più lontano dal il sole e l'ossigeno perso-16 per l'ambiente circostante 16O-povero gas.
Simon e i suoi colleghi propongono che la formazione iniziale del bordo potrebbe essersi verificata quando le inclusioni sono ricadute nel piano mediano del disco, indicato dal percorso tratteggiato A sopra; mentre migravano verso l'esterno all'interno del piano del disco, mostrato come percorso B; e / o quando sono entrati in onde ad alta densità (cioè onde d'urto). Le onde d'urto sarebbero una fonte ragionevole per gli impliciti 16Gas povero, aumento dell'abbondanza di polvere e riscaldamento termico. Il primo strato minerale all'esterno del nucleo aveva più ossigeno-16, il che implica che il grano era successivamente tornato al sistema solare interno. Gli strati esterni del bordo presentavano composizioni isotopiche diverse, ma in generale indicano che si sono formati anche più vicini al sole e / o nelle regioni in cui avevano una minore esposizione al 16O-povero gas da cui si sono formati i pianeti terrestri.
I ricercatori interpretano questi risultati come prove del fatto che i granelli di polvere hanno viaggiato su grandi distanze mentre la nebulosa protoplanetaria vorticosa si condensava in pianeti. La singola granella di polvere che hanno studiato sembra essersi formata nell'ambiente caldo del sole, potrebbe essere stata gettata fuori dal piano del sistema solare per ricadere nella fascia degli asteroidi e alla fine ricircolata verso il sole.
Questa odissea è coerente con alcune teorie su come si formassero i granelli di polvere nella nebulosa protoplanetaria precoce, o propile, che alla fine seminò la formazione di pianeti.
Forse la teoria più popolare che spiega la composizione di chrondrules e CAI è la cosiddetta teoria del vento X proposta dall'ex astronomo della UC Berkeley Frank Shu. Shu descrisse il primo disco protoplanetario come una lavatrice, con i potenti campi magnetici del sole che agitavano gas e polvere e lanciavano granelli di polvere formati vicino al sole fuori dal disco.
Una volta espulsi dal disco, i grani venivano spinti verso l'esterno per cadere come pioggia nel sistema solare esterno. Questi grani, sia condrule riscaldate con il flash sia CAI lentamente riscaldati, furono infine incorporati insieme a polvere non riscaldata in asteroidi e pianeti.
"Ci sono problemi con i dettagli di questo modello, ma è una struttura utile per cercare di capire come il materiale originariamente formato vicino al sole possa finire nella fascia degli asteroidi", ha detto il coautore Ian Hutcheon, vicedirettore del Lawrence Livermore National Laboratory Glenn T. Seaborg Institute.
In termini di pianeti di oggi, il grano probabilmente si è formato all'interno dell'orbita di Mercurio, si è spostato verso l'esterno attraverso la regione di formazione del pianeta fino alla fascia di asteroidi tra Marte e Giove, e poi ha viaggiato di nuovo verso il sole.
"Potrebbe aver seguito una traiettoria simile a quella suggerita nel modello X-wind", ha detto Hutcheon. "Anche se dopo che il granello di polvere è uscito nella cintura di asteroidi o oltre, ha dovuto ritrovare la strada. È qualcosa di cui il modello X-wind non parla affatto."
Simon prevede di aprire e sondare altri CAI per determinare se questo particolare CAI (indicato come A37) è unico o tipico.
Fonte: Scienza e un comunicato stampa dell'Università della California a Berkeley.
