Ultrafiolet rzuca światło na pochodzenie Układu Słonecznego
Chcąc odkryć pochodzenie naszego Układu Słonecznego, międzynarodowy zespół naukowców porównał skład Słońca do składu najstarszej materii, która powstała w naszym Układzie Słonecznym: ogniotrwałych wtrętów w nieprzetworzonych meteorytach.
Analizując izotopy tlenu (odmiany pierwiastka, które mają dodatkowe neutrony) tych ogniotrwałych wtrętów, zespół badaczy ustalił, że różnice w składzie między Słońcem, planetami i inną materią Układu Słonecznego zostały odziedziczone po protosłonecznym obłoku molekularnym, istniejącym jeszcze przed Układem Słonecznym. Wyniki ich badań zostały niedawno opublikowane w Science Advances.
„Niedawno wykazano, że zmiany w składzie izotopowym wielu pierwiastków w naszym Układzie Słonecznym zostały odziedziczone po protosłonecznym obłoku molekularnym. Nasze badanie pokazuje, że tlen nie jest wyjątkiem” – powiedział główny autor pracy Alexander Krot z University of Hawaii.
Obłok molekularny czy mgławica słoneczna?
Kiedy naukowcy porównują izotopy tlenu 16, 17 i 18, obserwują znaczące różnice między Ziemią i Słońcem. Uważa się, że jest to spowodowane przetwarzaniem pod wpływem światła UV tlenku węgla, który uległ rozpadowi, co prowadzi do dużej zmiany stosunków izotopów tlenu w wodzie. Planety powstają z pyłu, który dziedziczy zmienione proporcje izotopów tlenu poprzez interakcje z wodą.
Naukowcy nie wiedzieli, czy przetworzenie w ultrafiolecie miało miejsce w macierzystym obłoku molekularnym, który zapadł się, tworząc układ protosłoneczny, czy później w obłoku gazu i pyłu, z którego powstały planety, zwanym mgławicą słoneczną.
Aby to ustalić, zespół badawczy zwrócił się w stronę najstarszego składnika meteorytów, zwanego wtrętem wapienno-glinowym (CAl). Wykorzystali mikrosondę jonową, obrazy rozpraszania wstecznego elektronów i rentgenowskie analizy pierwiastkowe w Instytucie Geofizyki i Planetologii Uniwersytetu Hawajskiego, aby dokładnie przeanalizować CAl. Następnie włączyli drugi układ izotopów (izotopy glinu i magnezu), aby ograniczyć wiek CAl, tworząc związek – po raz pierwszy – między obfitością izotopów tlenu a masą 26 izotopów glinu.
Na podstawie tych izotopów glinu i magnezu doszli do wniosku, że CAl powstały około 10 000 do 20 000 lat po zapadnięciu się macierzystego obłoku molekularnego.
Jest to bardzo wczesny okres w historii Układu Słonecznego. Tak wczesny, że nie starczyłoby czasu na zmianę izotopów tlenu w mgławicy słonecznej.
Chociaż potrzeba więcej pomiarów i modelowania, aby w pełni ocenić implikacje tych odkryć, mają one wpływ na inwentaryzację związków organicznych dostępnych podczas tworzenia się Układu Słonecznego, a później podczas formowania się planet i planetoid.
„Wszelkie ograniczenia dotyczące ilości materii przetwarzanej w UV w mgławicy słonecznej lub macierzystym obłoku molekularnym mają zasadnicze znaczenie dla zrozumienia inwentarza związków organicznych, które doprowadziły do życia na Ziemi” – powiedział James Lyons z Arizona State University.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
