Полюбуйтесь на некоторые из самых ранних материалов Солнечной системы: розовое ядро содержит мелилит, шпинель и перовскит. Разноцветный ободок содержит хибонит, перовскит, шпинель, мелилит / содалит, пироксен и оливин. Этот крупный план показывает часть кусочка размером с горошину метеорита, включающего богатые кальцием и алюминием включения, образовавшегося, когда планеты в нашей солнечной системе еще были пылевыми зернами, циркулирующими вокруг Солнца - и это может рассказать раннюю часть истории о что произошло дальше.
Метеориты озадачивают исследователей космоса уже более 100 лет, потому что они содержат минералы, которые могут образовываться только в холодных условиях, а также минералы, которые были изменены в горячих средах. В частности, углеродистые хондриты содержат хондры миллиметрового размера и включения, богатые кальцием-алюминием размером до сантиметра, как показано выше, которые когда-то нагревались до температуры плавления, а затем сваривались вместе с пылью холодного пространства.
«Эти примитивные метеориты похожи на капсулы времени, содержащие самые примитивные материалы в нашей солнечной системе», - сказал Джастин Саймон, исследователь астрономических материалов в Космическом центре имени Джонсона в НАСА в Хьюстоне, который руководил новым исследованием. «CAIs являются одними из самых интересных компонентов метеорита. Они записали историю солнечной системы до того, как сформировалась какая-либо из планет, и были первыми твердыми телами, которые конденсировались из газовой туманности, окружающей наш протосун ».
Для новой статьи, которая появляется в Наука Сегодня Саймон и его коллеги выполнили микрозондовый анализ, чтобы измерить вариации изотопов кислорода в микрометровых слоях ядра и внешних слоях древнего зерна, возраст которого оценивается в 4,57 миллиарда лет.
Считается, что все эти богатые кальцием-алюминием включения, или CAI, произошли около протозонна, который обогатил небулярный газ изотопом кислорода-16. Во включении, проанализированном для нового исследования, было обнаружено, что содержание кислорода-16 уменьшается наружу от центра ядра, предполагая, что он образовался во внутренней солнечной системе, где кислорода-16 было больше, но позже он отошел от солнце и потерянный кислород-16 для окружающих 16О-бедный газ.
Саймон и его коллеги предполагают, что начальное образование обода могло произойти, когда включения упали обратно в среднюю плоскость диска, обозначенную пунктирной линией A выше; когда они мигрировали наружу в плоскости диска, обозначенной как путь B; и / или когда они вошли в волны высокой плотности (то есть ударные волны). Ударные волны были бы разумным источником для подразумеваемых 16O-бедный газ, повышенное содержание пыли и термический нагрев. В первом минеральном слое вне ядра было больше кислорода-16, что означало, что зерно впоследствии вернулось во внутреннюю солнечную систему. Слои внешнего края имели различные изотопные составы, но в целом указывают на то, что они также образовались ближе к солнцу и / или в регионах, где они подвергались меньшему воздействию 16О-бедный газ, из которого сформировались земные планеты.
Исследователи истолковывают эти результаты как свидетельство того, что пылинки путешествовали на большие расстояния, когда закрученная протопланетная туманность сгущалась в планеты. Похоже, что изученное ими одиночное зерно пыли образовалось в горячей солнечной среде, возможно, было выброшено из плоскости солнечной системы, чтобы упасть обратно в пояс астероидов, и в конечном итоге рециркулировать обратно на солнце.
Эта одиссея согласуется с некоторыми теориями о том, как пылевые зерна образовались в ранней протопланетарной туманности, или пропилиде, в конечном итоге приводя к образованию планет.
Пожалуй, самая популярная теория, объясняющая состав хрондрул и CAI, - это так называемая теория X-ветра, предложенная бывшим астрономом Калифорнийского университета в Беркли Фрэнком Шу. Шу изобразил ранний протопланетный диск как стиральную машину, с мощными магнитными полями солнца, извергающими газ и пыль и выбрасывающими частицы пыли, образовавшиеся рядом с солнцем из диска.
Изгнанные из диска, зерна выталкивались наружу и падали, как дождь, во внешнюю солнечную систему. Эти зерна, как хондры с мгновенным нагревом, так и медленно нагретые CAI, были в конечном итоге включены вместе с неотапливаемой пылью в астероиды и планеты.
«Существуют проблемы с деталями этой модели, но она полезна для понимания того, как материал, первоначально сформированный около Солнца, может оказаться в поясе астероидов», - сказал соавтор Ян Хатчон, заместитель директора Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса. Институт Гленна Т. Сиборга.
Что касается сегодняшних планет, то зерно, вероятно, сформировавшееся на орбите Меркурия, переместилось наружу через область формирования планет к поясу астероидов между Марсом и Юпитером, а затем снова отправилось к Солнцу.
«Возможно, он следовал траектории, аналогичной той, которая была предложена в модели X-Wind», - сказал Хатчон. «Хотя после того, как пылинка попала в пояс астероидов или дальше, она должна была вернуться обратно. Это то, о чем модель X-wind вообще не говорит».
Саймон планирует взломать и исследовать другие CAI, чтобы определить, является ли этот конкретный CAI (называемый A37) уникальным или типичным.
Источник: Наука и пресс-релиз из Калифорнийского университета в Беркли.
