Meteoritter viser transport af materiale i det tidlige solsystem

Nye undersøgelser af en sjælden type meteorit viser, at materiale fra tæt på Solen nåede det ydre solsystem, selv da planeten Jupiter ryddede et hul i skiven for støv og gas, hvorfra planeterne blev dannet. Resultaterne, udgivet i denne uge i Proceedings of the National Academy of Sciences , føje til en spirende forståelse af, hvordan vores solsystem blev dannet, og hvordan planeter dannes omkring andre stjerner.

Konsensus teorien om, hvordan planeter dannes, er, at de samler sig fra en skive af støv og gas, der roterer omkring en nydannet stjerne. Beviser for sammensætningen af ​​denne protoplanetariske skive i vores eget solsystem kommer fra kondritter, en type meteorit, der består af mindre partikler, eller chondrules, der samlede sig som en kosmisk støvkanin.

"Hvis vi forstår transport, vi kan forstå diskens egenskaber og udlede, hvordan planeterne blev bygget, " sagde Qingzhu Yin, professor i jord- og planetvidenskab ved University of California, Davis og medforfatter på papiret.

Materialet i kondritter er ekstremt gammelt, repræsenterer rester af støv og affald fra det meget tidlige solsystem. Yderligere beviser kommer fra sten fra Jorden og Månen og prøver af kosmisk støv og kometmateriale indsamlet af Stardust-missionen og andre rumsonder.

Forskere kan regne ud, hvor og hvornår disse meteoritter er dannet ved at måle forholdet mellem isotoper af elementer som ilt, titanium og krom i dem.

Tidligere arbejde fra Yins laboratorium og andre viste, at meteoritter falder i to brede grupper efter sammensætning. Kulstofholdige meteoritter menes at være opstået i det ydre solsystem. Ikke-kulstofholdige meteoritter dannet fra skiven tættere på solen, hvor kulstofbaserede og andre flygtige forbindelser blev bagt væk.

Hvorfor var der ikke mere blanding, hvis alle planeterne er dannet af den samme protoplanetariske skive? Forklaringen er, at da Jupiter blev dannet tidligere, den pløjede et hul i skiven, skabe en barriere for bevægelse af støv, sagde Yin. Astronomer, der bruger ALMA-radioteleskopet i Chile, har observeret det samme fænomen i protoplanetariske skiver omkring andre stjerner.

Krydser Jupiter-gabet

Alligevel ser nogle meteoritter ud til at være undtagelser fra denne generelle regel med en bredere blanding af komponenter.

Yin, UC Davis forsker Curtis Williams, og deres samarbejdspartnere udførte en detaljeret undersøgelse af isotoper fra 30 meteoritter. De bekræftede, at de faldt i to adskilte grupper:de ikke-carbonholdige kondritter såvel som andre, mere almindelige typer af meteorit; og de kulstofholdige meteoritter.

Derefter studerede de individuelle kondruler fra to kondritiske meteoritter, Allende-meteoritten, der faldt i Mexico i 1969, og Karoonda-meteoritten, som faldt i Australien i 1930.

Disse meteoritter viste sig at indeholde kondruler fra både det indre og ydre solsystem. Noget materiale fra det indre solsystem må have formået at krydse Jupiter-barrieren for at samle sig med ydre solsystem-kondruler til en meteorit, som milliarder af år senere ville falde til Jorden.

Hvordan? Der er et par mulige mekanismer, sagde Williams.

"Den ene er, at der stadig var bevægelse langs skivens midterplan, selvom det burde være blevet stoppet af Jupiter, " sagde han. "Den anden er, at vinde i det indre solsystem kunne have løftet partikler over Jupiter-gabet."

En af disse mekanismer kan også være ansvarlige for det indre solsystemmateriale, som også er blevet fundet i kometer af Stardust-missionen.

Den nye undersøgelse hjælper med at forbinde kosmokemi, planetariske videnskaber og astronomi for at give et komplet billede af planetens dannelse, sagde Yin.