Keramiske chips inde i meteoritter antyder vilde dage i det tidlige solsystem

En ny analyse af keramiske chips indlejret i meteoritter tyder på, at dannelsen af ​​vores solsystem ikke var så stille og velordnet, som vi engang troede.

En ny undersøgelse fra videnskabsmænd fra University of Chicago bygger beviser for, at babysolsystemet sandsynligvis var vidne til vilde temperatursvingninger og skiftende forhold - i modstrid med den årtier gamle teori om, at solsystemet gradvist og støt var afkølet efter dannelsen af ​​Solen.

Udgivet 6. januar i Videnskabens fremskridt , undersøgelsen finder sine svar i gaver fra det ydre rum. Fordi sten på Jorden konstant trækkes under tektoniske plader, smeltet og omdannet, de giver ikke meget bevis for, hvordan vores solsystem så ud for fire en halv milliard år siden. I stedet, videnskabsmænd ser på meteoritter.

"Disse meteoritter er dybest set aggregater af støvet, der var i soltågen, da planeterne blev dannet, sagde Nicolas Dauphas, en professor ved Institut for Geofysiske Videnskaber ved University of Chicago og medforfatter til papiret. "De er et øjebliksbillede af, hvad der foregik i det bestemte tidsrum."

En særlig slags meteorit kaldet en kulholdig kondrit kommer ofte besat med stumper af keramisk materiale, som chokoladechips i en småkage. Disse chips er endnu ældre end deres cookies; de menes at være vidner til de første 100, 000 år af vores solsystem.

I årtier, videnskabsmænd har analyseret meteoritter for at forsøge at forstå forholdene i det tidlige solsystem, som kan give fingerpeg om, hvordan planeterne er dannet. (Meget af dette banebrydende arbejde blev udført ved University of Chicago gennem det 20. århundrede.) Den fremherskende opfattelse var, at solen var afkølet blidt og støt, og genstande som de keramiske spåner blev dannet af solgas, der stille og roligt havde kondenseret.

Men nogle andre nylige fund har fået forskere til at stille spørgsmålstegn ved dette synspunkt, og ny teknologi betyder, at vi nu er i stand til at udføre meget mere stringente undersøgelser. Bevæbnet med nye teknikker, UChicago kandidatstuderende Justin Hu forsøgte at analysere sammensætningen af ​​de keramiske chips med ekstrem præcision.

Hu og Dauphas ønskede at måle mængden af ​​forskellige isotoper i chipsene, som kan fortælle dig om forholdene i gassen, da spånerne dannes. Brug af komplekst udstyr i Dauphas' Origins Lab, inklusive et unikt patenteret rensningssystem, som teamet udviklede, Hu målte isotoperne for otte forskellige elementer inde i chipsene.

"De havde ikke den underskrift, vi havde forventet, " sagde Hu, hvem er den første forfatter på undersøgelsen. "Resultaterne viste, at temperaturer, som disse keramiske indeslutninger stødte på, da de blev dannet, ville have været over 1, 600 Kelvin - eller omkring 2, 400 grader Fahrenheit - over ti til hundreder af år."

Dette billede viser en ung stjerne, der blussede og fluktuerede over en lang periode, påvirker alt omkring det.

Forskere havde observeret sådanne ekstreme udbrud omkring unge stjerner i andre solsystemer, men de var ikke sikre på, om dette skete i vores eget system.

"Det er meget vigtigt at forstå disse forhold, fordi det sætter scenen for dannelsen af ​​planeterne, " sagde Dauphas. "De kan fortælle dig om de processer, der formede sammensætningen af ​​solsystemets planeter - f.eks. hvorfor har Jorden og Mars forskellige makeups?"

"Dette er ikke det første bevis på, at de tidlige stadier af vores sol var voldelige år, " sagde prof. Andrew M. Davis, en anden medforfatter, "men der er en rigdom i disse resultater, der giver os mulighed for at sige mere om den tidsskala, som dette skete over - hvilket er mange, mange dage."

Davis var blandt en gruppe UChicago-forskere, der udførte nogle af de første sådanne undersøgelser på lignende meteoritter tilbage i 1970'erne. "Justin har nu bevist, at den primære proces var fordampning, ikke kondens, " sagde han. "Det er meget tilfredsstillende at se vores ideer fra lang tid siden, som var delvist rigtige, men også at se dem viste sig at være forkerte på en virkelig elegant og kvantitativ måde."