Rekonstruering af solsystemets originale arkitektur

Mens solsystemet udviklede sig, de gigantiske planeter (Jupiter og Saturn) blev dannet meget tidligt, og efterhånden som de voksede, de vandrede både tættere på og længere væk fra solen for at blive i gravitationsstabile baner.

Gravitationseffekten af ​​disse massive objekter forårsagede enorm omrokering af andre planetariske legemer, der blev dannet på det tidspunkt, hvilket betyder, at de nuværende placeringer af mange planetlegemer i vores solsystem ikke er der, hvor de oprindeligt blev dannet.

Forskere fra Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) satte sig for at rekonstruere disse oprindelige formationssteder ved at studere de isotopiske sammensætninger af forskellige grupper af meteoritter, der alle stammede fra asteroidebæltet (mellem Mars og Jupiter). Asteroidebæltet er kilden til næsten alle Jordens meteoritter, men det materiale, der udgør asteroidebæltet, er dannet ved at feje materialer over hele solsystemet. Forskningen vises i Earth and Planetary Science Letters .

"Den betydelige omorganisering af det tidlige solsystem på grund af gigantisk planetvandring har hæmmet vores forståelse af, hvor planetariske legemer blev dannet, sagde Jan Render, LLNL postdoc og hovedforfatter af papiret. "Og ved at se på sammensætningen af ​​meteoritter fra asteroidebæltet, vi var i stand til at fastslå, at deres moderkroppe må have ophobet sig fra materialer fra meget forskellige steder i det tidlige solsystem."

Selvom asteroidebæltet kun er et relativt smalt bånd af solsystemet, den indeholder en imponerende mangfoldig samling af materialer. For eksempel, flere spektroskopisk adskilte asteroidefamilier er blevet identificeret i hovedbæltet, indikerer vidt forskellige kemiske sammensætninger. Ud over, Meteoritter er kendt for at stamme fra omkring 100 forskellige forældrelegemer i bæltet, med forskellige kemiske og isotopiske signaturer.

Sporing af kildematerialet til planetariske legemer kræver signaturer, der etableres under planetarisk krops tilvækst. Isotopiske anomalier af nukleosyntetisk oprindelse repræsenterer kraftfulde værktøjer, fordi disse signaturer fingeraftrykker det faktiske byggemateriale, hvorfra disse planetariske legemer opstod.

"Hvis vi vil vide, hvordan solsystemet så ud ved starten, vi har brug for et værktøj til at rekonstruere denne urstruktur, " sagde LLNL kosmokemiker Greg Brennecka, medforfatter til avisen. "Vi har fundet en måde at bruge isotopiske signaturer i meteoritter til at rekonstruere, hvordan solsystemet så ud, da det blev dannet."

Holdet tog prøver af basaltiske achondritter (stenede meteoritter, der ligner terrestriske basalter) for at måle deres nukleosyntetiske isotopsignaturer i grundstofferne neodym (Nd) og zirconium (Zr). Deres arbejde viste, at disse elementer er karakteriseret ved relative underskud i isotoper, der er hostet af en bestemt type præsolar-materiale. Disse data er godt korreleret med nukleosyntetiske signaturer observeret i andre elementer, demonstrerer, at dette præsolare materiale blev fordelt som en gradient gennem det tidlige solsystem.

"Ved at sammenligne disse isotopiske signaturer med andre proxyer til genopbygning af solsystemet, dette forbinder den oprindelige dannelsesplacering af planetariske legemer til deres nuværende positioner, " sagde Render. "Disse målinger hjælper os med at skabe en rekonstruktion af det oprindelige solsystem ved at 'kosmolokere' tilvækstbanerne for meteoritiske forældrelegemer."