Håll ögonen på några av solsystemets tidigaste material: den rosa kärnan består av melilite, spinel och perovskite. Den flerfärgade kanten innehåller hibonit, perovskite, spinel, melilit / sodalit, pyroxen och olivin. Denna närbild avslöjar en del av en ärtstor bit bit av meteorit, en kalcium-aluminiumrik inklusion, som bildades när planeterna i vårt solsystem fortfarande var dammkorn som virvlade runt solen - och det kan berätta en tidig del av historien om vad hände sedan.
Meteoriter har förundrat rymdforskare i mer än 100 år eftersom de innehåller mineraler som bara kan bildas i kalla miljöer, samt mineraler som har förändrats av heta miljöer. Kolhaltiga kondriter innehåller i synnerhet millimeterstora kondruller och upp till centimeter stora kalciumaluminiumrika inneslutningar, som de som visas ovan, som en gång upphettades till smältpunkten och senare svetsades samman med kallt utrymmesdamm.
"Dessa primitiva meteoriter är som tidskapslar, som innehåller de mest primitiva materialen i vårt solsystem," sade Justin Simon, en astromaterialforskare vid NASA: s Johnson Space Center i Houston, som ledde den nya studien. ”CAI är några av de mest intressanta meteoritkomponenterna. De registrerade solsystemets historia innan någon av planeterna bildades och var de första fasta partiklarna som kondenserade ut från den gasformiga nebulan som omger vår protosun. "
För det nya papperet som visas i Vetenskap idag utförde Simon och hans kollegor en mikrosondanalys för att mäta syre-isotopvariationer i mikrometerskala i kärnan och yttre skikten i det forntida kornet, uppskattat till 4,57 miljarder år gamla.
Alla dessa kalciumaluminiumrika inneslutningar, eller CAI, tros ha sitt ursprung nära protosunet, som berikade den nebulära gasen med isotopen syre-16. I den inkludering som analyserades för den nya studien befanns överflödet av syre-16 minska utåt från mitten av kärnan, vilket tyder på att det bildades i det inre solsystemet, där syre-16 var mer omfattande, men senare flyttade längre från solen och förlorade syre-16 till omgivningen 16O-dålig gas.
Simon och hans kollegor föreslår att den initiala fälgbildningen kunde ha inträffat när inneslutningar föll tillbaka in i midplanet på skivan, indikerad av den streckade vägen A ovan; när de migrerade utåt inom skivans plan, visas som väg B; och / eller när de kom in i vågor med hög densitet (dvs. chockvågor). Chockvågor skulle vara en rimlig källa för de underförstådda 16O-dålig gas, ökad dammmängd och värmeuppvärmning. Det första mineralskiktet utanför kärnan hade mer syre-16, vilket innebar att kornet senare hade återvänt till det inre solsystemet. Yttre kantlager hade olika isotopkompositioner, men indikerar i allmänhet att de också bildade närmare solen och / eller i regioner där de hade lägre exponering för 16O-dålig gas från vilken de jordiska planeterna bildades.
Forskarna tolkar dessa fynd som bevis på att dammkorn reste sig över stora avstånd när den virvlande protoplanetära nebulan kondenserade till planeter. Det enda dammkornet som de studerade verkar ha bildats i solens heta miljö, kan ha kastats ut ur solsystemets plan för att falla tillbaka i asteroidbältet och så småningom återcirkulerat tillbaka till solen.
Denna odyssey överensstämmer med vissa teorier om hur dammkorn som bildas i den tidiga protoplanetära nebulosan, eller propylid, så småningom sådd bildandet av planeter.
Den kanske mest populära teorin som förklarar sammansättningen av chrondrules och CAI är den så kallade X-wind-teorin som föreslogs av den tidigare UC Berkeley-astronomen Frank Shu. Shu skildrade den tidiga protoplanetära skivan som en tvättmaskin, med solens kraftfulla magnetfält som kasta gasen och dammet och kastade dammkorn som bildades nära solen ut ur skivan.
När kornen hade förts ut från skivan pressades kornen utåt för att falla som regn i det yttre solsystemet. Dessa korn, både blixtuppvärmda chondrules och långsamt uppvärmda CAI, införlivades så småningom tillsammans med ouppvärmt damm i asteroider och planeter.
"Det finns problem med detaljerna i denna modell, men det är en användbar ram för att försöka förstå hur material som ursprungligen bildades nära solen kan hamna i asteroidbältet," sa medförfattare Ian Hutcheon, biträdande chef för Lawrence Livermore National Laboratory Glenn T. Seaborg Institute.
När det gäller dagens planeter, kornet formades troligen inom Merkurius bana, rörde sig utåt genom planetbildningen till asteroidbältet mellan Mars och Jupiter och reste sedan tillbaka mot solen igen.
"Det kan ha följt en bana som liknar den som föreslogs i X-wind-modellen," sade Hutcheon. "Även om dammkornet gick ut till asteroidbältet eller längre bort, var det tvungen att hitta sin väg tillbaka in. Det är något X-wind-modellen inte talar alls om."
Simon planerar att knäcka öppet och undersöka andra CAI för att avgöra om denna CAI (kallas A37) är unik eller typisk.
Källa: Vetenskap och ett pressmeddelande från University of California i Berkeley.
