Udforskning af solsystemets støvede forhistorie

Solsystemet, som vi kender det, blev dannet for omkring 4,6 milliarder år siden, da felter af interstellart støv, der kredsede om solen, samlede sig til planeter og mindre objekter. Præsolar støvpartikler eksisterer ikke længere i det indre solsystem, da de for længe siden blev ødelagt, reformeret, og reaggregeret i flere faser. Fra udsigten til så lang tid, astronomer kan kun drage slutninger om dets sammensætning og de processer, der førte til solsystemets nuværende konfiguration, bringe avancerede instrumenter i brug på Jorden, i kredsløb, og i det dybe rum for at indsamle beviser.

Presolar støv fordeles af kometer i hele solsystemet, og jordbaseret analyse af kometkomaer har afsløret, at dette støv indeholder såkaldte GEMS, et akronym for glas med indlejret metal og sulfider, menes at være kulstoffri. Og nogle har isotopisk anomale a-silikatkomponenter, der kun kunne stamme fra andre stjerner, hvilket betyder, at de omfatter bevarede prøver af det interstellare medium.

Nu, et multi-institutionelt samarbejde af forskere har offentliggjort en undersøgelse, der trækker flere slutninger om arten af ​​præsolar støv baseret på disse observationer, samt data indsamlet fra Cosmic Dust Analyzer (CDA) ombord på Cassini Saturn orbiter under dens to-årtiers mission; i deres papir, offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences , de præsenterer en detaljeret beskrivelse af præsolar støvaggregation, der passer til de nye data.

De starter med at foreslå, at GEMS blev dannet i det interstellare medium via kornsplintring, amorfisering og erosion fra supernovachok, og oplevede efterfølgende perioder med sammenlægning. "Med gentagne cykler ind og ud af kolde molekylære skyer, kappet støv og eventuelle tilslag blev gentagne gange og gradvist delvist ødelagt og omdannet. Cassini-missionsdata tyder på tilstedeværelsen af ​​jernmetal i moderne interstellart støv, " skriver forskerne. De mener, at bestråling i det interstellare medium gav nok energi til at inkorporere små mængder metalatomer i de amorfe silikater, der udgør støvet.

Efter sammenbruddet af den præsolare molekylære sky, disse første generations metal-imprægnerede GEMS aggregeret med krystallinske korn, der sandsynligvis blev transporteret fra den varme indre soltåge, skabe anden generations aggregater, som derefter sandsynligvis blev inkorporeret i små, iskolde kometlegemer. "Vi foreslår, at den anden aggregering fandt sted i de ydre områder af den kollapsende sky eller unge protoplanetariske skive efter silikatkondensation ved høje temperaturer, " de skriver.

Forskerne bemærker, at de komplekse organiske stoffer i de iskappede korn skal have oplevet et miljø med høj stråling, før de blev inkorporeret i større kroppe, som kan være et resultat af lodret diffusion af støv over solsystemets midterplan.

Forskerne konkluderer med at bemærke, at deres billede er ufuldstændigt, og meget af dataene er stadig grove – f.eks. grundstofsammensætningen af ​​GEMS matcher nogle gange kun solelementsammensætningen kollektivt, udviser kemiske anomalier ved højere opløsning. Men de mener, at de har givet begrænsninger for udviklingen af ​​solsystemet og sammenlægningen af ​​præsolar støv, som vil informere fremtidige undersøgelser, observationer og modeller.

© 2018 Phys.org