Οι μετεωρίτες παρέχουν πληροφορίες για την αρχή του πλανητικού συστήματος.

Η ισοτοπική σύνθεση των μετεωριτών και των γαιωδών πλανητών παρέχει σημαντικές ενδείξεις για την αρχαιότερη ιστορία του ηλιακού συστήματος και τις διαδικασίες σχηματισμού των πλανητών.

Οι επιστήμονες του Εθνικού Εργαστηρίου Lawrence Livermore (LLNL) των ΗΠΑ και ένας συνεργάτης του Πανεπιστημίου του Μονάχου, επανεξέτασαν την πρόσφατη εργασία τους που δείχνει πώς οι μετεωρίτες παρουσιάζουν μια θεμελιώδη ισοτοπική διαφορά μεταξύ των μη ανθρακούχων (NC) και ανθρακούχων (CC-πετρωμάτων ή ιζημάτων που περιέχουν άνθρακα ή ενώσεις του), η οποία πιθανότατα αντιπροσωπεύει υλικό από το εσωτερικό και το εξωτερικό ηλιακό σύστημα. Η έρευνα δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature Astronomy.

Το ηλιακό σύστημα σχηματίστηκε πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια από την βαρυτική κατάρρευση ενός νέφους μορίων, η οποία είχε ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό ενός πεπλατυσμένου δίσκου αερίου και σκόνης (που μερικές φορές ονομάζεται ηλιακό νεφέλωμα). Ο δίσκος αυτός τελικά μετατράπηκε στο πλανητικό σύστημα αποτελούμενο από ένα κεντρικό αστέρι, τον ήλιο, που περιβάλλεται από τέσσερις γαιώδης πλανήτες στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα, τέσσερις γιγάντιους αεριώδης πλανήτες στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα και ένα πλήθος μικρότερων σωμάτων, συμπεριλαμβανομένων αστεροειδών, φεγγαριών, νάνων πλανητών και κομητών.

«Για να κατανοήσουμε πώς εξελίχθηκε το ηλιακό σύστημα έως σήμερα, τα γεγονότα και οι διαδικασίες που συνέβησαν κατά τα πρώτα στάδια της ιστορίας του πρέπει να ανακατασκευαστούν με πολύ υψηλή χρονική και χωρική ανάλυση», δηλώνει ο αστροχημικός του LLNL Thomas Kruijer, στο άρθρο.

Αν και οι αστρονομικές παρατηρήσεις και η δυναμική μοντελοποίηση παρέχουν σημαντικά στοιχεία για τη δομή και τη δυναμική των πρωτοπλανητικών δίσκων και τις διαδικασίες πλανητικής προσαύξησης (η διαδικασία που μικρά σώματα συνενώνονται και σχηματίζουν μεγαλύτερα και τελικά πλανήτες), η μελέτη μετεωριτών επιτρέπει την ανακατασκευή της αρχαιότερης ιστορίας του ηλιακού συστήματος με άνευ προηγουμένου ανάλυση στο χρόνο και στο χώρο.

Οι πρόσφατες εξελίξεις στις μετρήσεις ακριβείας των αναλογιών ισότοπων καθιστούν δυνατή όχι μόνο την χρονολόγηση μετεωριτών με ακρίβεια κάτω από ένα εκατομμύριο χρόνια, αλλά και τον εντοπισμό διακριτών χημικών ισοτοπικών υπογραφών. Αυτό επιτρέπει στους επιστήμονες να εντοπίζουν τους γενετικούς δεσμούς μεταξύ των πλανητικών υλικών και βοηθάει να εντοπισθεί η περιοχή του δίσκου που «γέννησε» έναν δεδομένο μετεωρίτη.

Οι περισσότεροι μετεωρίτες προέρχονται από αστεροειδείς που βρίσκονται στην κύρια ζώνη αστεροειδών μεταξύ του Άρη και του Δία και παραδοσιακά θεωρούνται ως δείγματα από σώματα που σχηματίστηκαν εκεί όπου βρίσκονται σήμερα. Ωστόσο, πρόσφατα, αυτή η προοπτική έχει αλλάξει δραματικά με την ανακάλυψη μιας θεμελιώδους γενετικής διαφοροποίησης που παρατηρείται στις υπογραφές των χημικών ισότοπων των μετεωριτών NC και CC. Αυτή η ανακάλυψη, σε συνδυασμό με την καθιέρωση μιας ακριβούς χρονολόγησης των μετεωριτών και των γονικών τους σωμάτων, επέτρεψε την ενσωμάτωση των δεδομένων σε μεγάλης κλίμακας μοντέλα εξέλιξης δίσκων και σχηματισμό πλανητών.

Οι διαφορές των χημικών ισοτόπων προκύπτουν από την ετερογενή κατανομή των υλικών και τελικά αντανακλούν ότι το ηλιακό σύστημα ενσωμάτωσε υλικό από διαφορετικές αστρικές πηγές. Όπως είναι προφανές από τις αναλύσεις κόκκων που περιέχονται σε πολύ παλαιούς μετεωρίτες, το μοριακό νέφος του ηλιακού συστήματος περιλάμβανε υλικά με έντονα μεταβλητές ισοτοπικές συνθέσεις. Αν και οι διεργασίες εντός του γονικού μοριακού νέφους του ηλιακού συστήματος ομογενοποίησαν αυτά τα υλικά σχετικά καλά, υπάρχουν μικρές ετερογένειες που έχουν μετρηθεί στα συστατικά των μετεωριτών, αλλά και των πλανητών. Οι ετερογένειες αυτές, έχουν εντοπιστεί για πολλά στοιχεία. Η ομάδα επικεντρώθηκε σ τα στοιχεία (οξυγόνο, χρώμιο, τιτάνιο, μολυβδαίνιο, νικέλιο, ρουθήνιο και βολφράμιο) τα οποία είναι πιο σημαντικά για τον ορισμό της διαφοροποίησης και παρέχουν τις πιο λεπτομερείς πληροφορίες για τη δυναμική του πρώιμου ηλιακού συστήματος.

«Η διχοτόμηση NC-CC πιθανότατα αντανακλά τον διαχωρισμό του πρώιμου ηλιακού συστήματος σε έναν εσωτερικό και έναν εξωτερικό δίσκο που οριοθετεί ο πλανήτης Δίας» είπε ο Kruijer.

Η ομάδα αναφέρει ότι η σύνδεση της χρονολόγησης της προσαύξησης του γονικού σώματος του μετεωρίτη με τη διχοτόμηση NC-CC παρέχει νέες ιδέες για τη δυναμική και τη μεγάλης κλίμακας δομή του πρωτοπλανητικού δίσκου, τον σχηματισμό και το ιστορικό ανάπτυξης του Δία και την δυναμική προσαύξησης των γαιωδών πλανητών, συμπεριλαμβανομένης της παρουσίας νερού στη Γη.

ΠΗΓΗ: https://phys.org/news/2019-12-meteorites-clues-solar.html

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ ΤΙΤΛΟΥ: James St. John. Angrite (NWA 2999 Meteorite). (CC BY 2.0),

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ ΚΕΙΜΕΝΟΥ: Image credit: NASA/JPL-Caltech - καλλιτεχνική απόδοση ενός πρωτοπλανητικού νέφους γύρω από ένα νεαρό άστρο (CC BY 2.0).