Vesta afslører solsystemets barndom

Undersøgelse af de tidligste og mindst kendte faser af solsystemets historie, da den unge sol stadig var omsluttet af en skive af gas og støv, hvori planeterne begyndte at dannes, er nok en af ​​de mest komplekse udfordringer i moderne planetarisk videnskab. De eksisterende himmellegemer, der blev dannet på det tidspunkt, er få, og i de fleste tilfælde, beviser på de gamle processer, der markerede solsystemets fødsel, er gået tabt.

I årtier, asteroiden Vesta har været genstand for stor interesse. I særdeleshed, overlevelsen af ​​dens tynde vulkanske skorpe til påvirkninger udgjorde en kraftig begrænsning for det tidlige solsystems vold. For nylig, imidlertid, dataene indsamlet af NASAs Dawn-mission, som nu er ved at være slut efter succesfuld udforskning af også asteroiden Ceres, rejste muligheden for, at Vestas hukommelse måske ikke er så god, som vi troede.

På den ene side, de kratere, der er produceret ved nedslag på dens overflade i de sidste 4 milliarder år, ser ud til at have slettet sporene af de meget ældre, der er dannet i den cirkumsolare skive. Dawn-missionen bekræftede, at HED-meteoritterne var fragmenter af Vestas skorpe, der landede på Jorden. Den mulige større tykkelse af Vestas skorpe i forhold til, hvad der blev foreslået af HED-meteoritterne, udfordrer konklusioner afledt af skorpetilstanden.

Resultaterne af et internationalt team af forskere ledet af Diego Turrini fra INAF-IAPS, offentliggjort i tidsskriftet Icarus , foreslå anderledes. "Det handler om at ændre vores perspektiv og, i stedet for kun at fokusere på de destruktive virkninger af påvirkninger, som vi har gjort hidtil, overveje også de konstruktive, " forklarer Diego Turrini.

"Hvert slag fjerner materiale fra overfladen af ​​Vesta, men samtidig, leverer nyt materiale, siger Vladimir Svetsov, medlem af teamet og medforfatter til undersøgelsen. "Ved at balancere de to effekter, det er muligt at udtrække mere præcis information fra dataene fra Dawn og HED'er."

Resultaterne af laboratorieundersøgelser af HED-meteoritter havde i de senere år afsløret, hvordan nogle af disse meteoritter præsenterer overflod af vand og siderofile grundstoffer (elementer, der viser affinitet til metaller og derfor forventes hovedsageligt at være adskilt i Vestas metalliske kerne) og udgjorde øvre grænser for deres global tilstedeværelse i Vestas skorpe.

Afhængigt af dens sammensætning (for eksempel en stenet asteroide eller en komet), hver meteorit kan levere et eller begge af disse materialer, at ændre sammensætningen af ​​skorpen. Holdet spekulerede derefter på, om det var muligt at bruge de globale grænser for tilstedeværelsen af ​​disse materialer fastsat af HED'erne i synergi med dataene leveret af Dawn til at begrænse den oprindelige strøm af påvirkninger på Vesta og, følgelig, solsystemets gamle historie.

"I stedet for at fokusere på den direkte søgen efter det oprindelige solsystems sande evolutionære vej, i vores undersøgelse bruger vi en "Sherlock Holmes" tilgang, viser, hvordan de destruktive og konstruktive virkninger af påvirkninger kan bruges til at udelukke alle umulige scenarier, efterlader kun de realistiske, " forklarer Guy Consolmagno, også medlem af teamet og medforfatter til undersøgelsen. "Sherlock Holmes sagde, at man skulle eliminere det umulige, men nogle gange er det ikke så nemt at indrømme, hvad der er umuligt, " siger Consolmagno. "Den Vesta, vi fandt, da Dawn ankom, var anderledes end, hvad vi havde forventet, men vi er nødt til at håndtere Vesta, dvs. ikke den Vesta, som vi troede."

I betragtning af det store antal parametre, der kan varieres i denne type undersøgelser, holdet fokuserede på et casestudie baseret på dannelsen og migrationen af ​​Jupiter. Forskere mener nu, at den gigantiske planet er dannet i en anden region af solsystemet end den, den beboer i dag, og derefter gradvist migrerede i dens nuværende kredsløb.

Resultaterne opnået af holdet indikerer, hvordan denne tilgang ikke kun fastslår, om Jupiter er migreret eller ej, men begrænser også omfanget af dens migration. "Selvom vi kun kunne overveje en delmængde af alle foreslåede migrationsscenarier, balancering af skorpeerosion ved påvirkninger med vandtilvækst og massetilvækst giver os mulighed for at afvise tre scenarier ud af de fire vi simulerede, " forklarer Svetsov "Mens en beskeden migration af Jupiter med omkring 0,25 au er i overensstemmelse med dataene, større migrationer (op til 1 au) eller slet ingen migration skal udelukkes."

"Det mest innovative aspekt af vores resultater er muligvis det faktum, at den fælles brug af informationen fra Dawn og HED'erne giver os mulighed for at udføre, for første gang, kvantitative sammenligninger mellem forskellige modeller, " siger Turrini. "Vores hovedmål i denne undersøgelse var at give det planetariske videnskabssamfund et nyt undersøgelsesværktøj. De forskellige grupper, der er involveret over hele verden i studiet af solsystemets oprindelse, kan nu bruge det til at verificere deres modeller og evolutionære scenarier."