Ogień zamiast lodu. Nowe ustalenia o początkach Układu Słonecznego

• Najstarsze planetozymale zawierały od 83 do 92 proc. chondruli, czyli drobnych skalnych fragmentów powstałych w wysokiej temperaturze.
• Lodowa matryca zaczęła odgrywać większą rolę dopiero około 4 mln lat po rozpoczęciu formowania Układu Słonecznego.
• Dwa niezależne wskaźniki chemiczne potwierdziły, że wczesne planetozymale miały bardzo mało lodowego pyłu.

Naukowcy przeanalizowali dane pochodzące z meteorytów żelaznych, które spadły na Ziemię. Zachowane w nich ślady chemiczne dostarczyły informacji o składzie pierwszych ciał powstających w zewnętrznym Układzie Słonecznym. Jak podaje ScienceAlert, datowanie radioaktywne oraz fakt, że obiekty macierzyste tych meteorytów uległy całkowitemu stopieniu, wskazują na ich pochodzenie z najwcześniejszego okresu formowania Układu Słonecznego.

Badacze skupili się na dwóch składnikach materii, z której powstawały planetozymale. Chondrule to drobne, kuliste ziarna skalne uformowane w wysokiej temperaturze. Matrycę stanowił natomiast chłodny, drobnoziarnisty pył zawierający lód wodny i cząsteczki organiczne. Około 2 mln lat po rozpoczęciu formowania Układu Słonecznego w powstających planetozymalach dominowały chondrule. Od około 4 mln lat przewagę zaczęła jednak zdobywać materia matrycy bogata w lód.

Jak wskazuje serwis Science Alert, badacze wykorzystali dwa wskaźniki chemiczne obecne w meteorytach. Pierwszym była szacowana zawartość siarki, której znacznie więcej występuje w matrycy niż w chondrulach. Drugim był stopień utlenienia żelaza, pozwalający oszacować, ile lodu wodnego i utlenionego pyłu trafiło do formujących się planetozymali. Oba wskaźniki prowadziły do tego samego wniosku.

Najwcześniejsze planetozymale były wyjątkowo ubogie w matrycę. Zgodność obu wskaźników sprawia, że wynik jest solidnie uzasadniony – powiedział Damanveer Grewal, badacz nauk o Ziemi i planetach z Uniwersytetu Yale.

Według szacunków zespołu najwcześniejsze planetozymale z zewnętrznego Układu Słonecznego składały się w 83–92 proc. z chondrul.

Nowe badanie pozwoliło odtworzyć skład obiektów powstałych już w pierwszym milionie lat istnienia Układu Słonecznego. Odkrycie pomaga również wyjaśnić, dlaczego w meteorytach zachowało się tak niewiele najstarszych chondrul. Skały, w których się znajdowały, uległy później stopieniu pod wpływem wewnętrznego ciepła, co zatarło ślady ich pierwotnej struktury.

Autorzy badania wiążą początkową dominację chondrul z sortowaniem aerodynamicznym. Ich właściwości fizyczne, w tym większa zwartość i wytrzymałość, mogły sprzyjać łączeniu się w skupiska, z których powstawały planetozymale. Naukowcy nie ustalili jeszcze dokładnie, co sprawiło, że w kolejnych milionach lat coraz większą rolę w tworzeniu tych obiektów zaczęła odgrywać materia bogata w lód.

Autorzy badania wiążą początkową dominację chondrul z sortowaniem aerodynamicznym. Ich właściwości fizyczne, w tym większa zwartość i wytrzymałość, mogły sprzyjać łączeniu się w skupiska, z których powstawały planetozymale. Naukowcy nie ustalili jeszcze dokładnie, co sprawiło, że w kolejnych milionach lat coraz większą rolę w tworzeniu tych obiektów zaczęła odgrywać materia bogata w lód.

Zdaniem naukowców odkrycie może pomóc w lepszym zrozumieniu powstawania planet i księżyców również poza Układem Słonecznym. Wyniki wskazują, że już od najwcześniejszych etapów formowania większych ciał kosmicznych materia nie łączyła się przypadkowo. O tym, jakie składniki trafiały do powstających obiektów, decydowały między innymi ich właściwości fizyczne.