Η πρώιμη ηλιακή ιστορία ευνόησε τη «φωτιά» έναντι του «πάγου»

Το πρώιμο Ηλιακό Σύστημα φαίνεται ότι ευνόησε τη «φωτιά» και όχι τον «πάγο» στη διαμόρφωση των πρώτων στερεών σωμάτων, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Nature Astronomy από διεθνή ομάδα ερευνητών.

Στον χώρο γύρω από τον νεαρό Ήλιο, η «φωτιά» αντιστοιχούσε στα χονδρίτες, μικροσκοπικά θραύσματα πετρώματος που σχηματίστηκαν από έντονη θερμότητα. Ο «πάγος» αντιστοιχούσε στη μήτρα, μια λεπτόκοκκη και ψυχρή σκόνη φορτωμένη με πάγο νερού και οργανικά μόρια.

Οι ερευνητές γνωρίζουν ότι περίπου 2 εκατομμύρια χρόνια μετά τη δημιουργία του Ηλιακού Συστήματος οι χονδρίτες είχαν αρχίσει να υπερισχύουν έναντι της μήτρας στον σχηματισμό πλανητοειδών, δηλαδή μεγαλύτερων ουράνιων σωμάτων που μπορούσαν να εξελιχθούν σε πλανήτες και δορυφόρους. Από τα περίπου 4 εκατομμύρια χρόνια και μετά, άρχισαν να υπερισχύουν τα παγωμένα στοιχεία της μήτρας.

Η νέα μελέτη δίνει για πρώτη φορά γεωχημικά στοιχεία για τη σύνθεση των σωμάτων που γεννήθηκαν μέσα στο πρώτο εκατομμύριο χρόνια στο δικό μας τμήμα του διαστήματος. Τα δεδομένα δείχνουν ότι τότε κυριαρχούσε η «φωτιά», δηλαδή οι χονδρίτες.

«Αυτές οι πανταχού παρούσες μικρές χάντρες πετρώματος είναι τα βασικά δομικά υλικά από τα οποία τελικά συναρμολογήθηκαν οι ίδιοι οι πλανήτες», λέει ο επιστήμονας Γης και πλανητών Damanveer Grewal από το Yale University. «Και τώρα ξέρουμε ότι είχαν ήδη αρχίσει να διαχωρίζονται και να ενσωματώνονται στα πρώτα στερεά σώματα από την αρχή».

Η ερευνητική ομάδα ανέλυσε δεδομένα από σιδηρούχους μετεωρίτες που έπεσαν στη Γη και περιείχαν χημικά «δακτυλικά αποτυπώματα» ανάμειξης χονδριτών και μήτρας. Η ραδιοχρονολόγηση και το γεγονός ότι τα μητρικά σώματά τους έλιωσαν πλήρως τοποθετούν αυτούς τους μετεωρίτες στην αρχή του Ηλιακού Συστήματος.

Στα σώματα αυτά υπήρχε πολύ λίγο πάγος, σύμφωνα με την ανάλυση, αν και η ποσότητά του αυξανόταν σε σώματα που σχηματίστηκαν αργότερα, όπως αναμενόταν από όσα γνωρίζουμε από τα περίπου 2 εκατομμύρια χρόνια και μετά.

«Τα πρώτα σώματα στο εξωτερικό Ηλιακό Σύστημα χτίστηκαν κατά 83% έως 92% από χονδρίτες, με πολύ λίγο από τη παγωμένη, πλούσια σε πτητικά στοιχεία σκόνη που κυριαρχεί στα μεταγενέστερα αντικείμενα», λέει ο Grewal.

Η ομάδα αναζήτησε δύο «ιχνηθέτες» στους μετεωρίτες: την εκτιμώμενη περιεκτικότητα σε θείο, που είναι πολύ πιο άφθονο στη μήτρα απ’ ό,τι στους χονδρίτες, και την οξείδωση του σιδήρου, η οποία δείχνει πόσο νερό σε μορφή πάγου και οξειδωμένη σκόνη είχαν ενσωματώσει.

Παρότι κάθε μία από αυτές τις προσεγγίσεις βασίζεται σε ορισμένες εύλογες εκτιμήσεις για τα μεγαλύτερα πλανητοειδή που κάποτε συνδέονταν με αυτά τα σιδηρούχα θραύσματα, έχει σημασία ότι και οι δύο οδηγούν στο ίδιο συμπέρασμα.

«Και οι δύο ιχνηθέτες λένε ανεξάρτητα την ίδια ιστορία: αυτά τα πρώιμα πλανητοειδή ήταν εξαιρετικά φτωχά σε μήτρα», λέει ο Grewal. «Αυτή η σύγκλιση είναι που κάνει το αποτέλεσμα ισχυρό».

Τα ευρήματα βοηθούν επίσης να εξηγηθεί γιατί υπάρχουν τόσο λίγοι πρώιμα σχηματισμένοι χονδρίτες στο αρχείο των μετεωριτών: τα πετρώματα στα οποία ανήκαν έλιωσαν αργότερα λόγω εσωτερικής θερμότητας, σβήνοντας τα ίχνη τους.

Οι ερευνητές αποδίδουν το γεγονός ότι οι χονδρίτες κυριάρχησαν από την αρχή σε κάτι που είναι γνωστό ως αεροδυναμική διαλογή. Αυτό σημαίνει ότι τα φυσικά χαρακτηριστικά τους — πιο ισχυρά και πιο συμπαγή — αύξαναν τις πιθανότητες να συσσωρευτούν μεταξύ τους. Στα επόμενα εκατομμύρια χρόνια, όμως, κάτι άλλαξε, αν και δεν είναι ακόμη απολύτως σαφές τι.

Αφού καταγράφεται τι συνέβη στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα, η μελέτη μπορεί να προσφέρει στους ειδικούς μια νέα οπτική για τον σχηματισμό άλλων πλανητών και δορυφόρων αλλού στο Σύμπαν.

Αυτά τα σώματα δεν είναι απλώς ένα τυχαίο μείγμα από τα υλικά που βρέθηκαν διαθέσιμα, αλλά αποτέλεσμα ενός βαθμού επιλογής. «Η δουλειά μας δείχνει ότι αυτή η διαδικασία συναρμολόγησης ήταν αξιοσημείωτα επιλεκτική από την αρχή», λέει ο Grewal.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Nature Astronomy.

Πηγή: sciencealert.com.