منظومه شمسی از همان ابتدا آتش را به جای یخ انتخاب کرد

مراحل اولیه شکل گیری سیاره ممکن است بسیار انتخابی تر از آن چیزی باشد که دانشمندان زمانی تصور می کردند. هنگامی که منظومه شمسی جوان شروع به جمع آوری اجسام جامد مانند سیارات، قمرها و پیش سیارات کرد، دو نوع اصلی مواد در دسترس بودند. یکی از آنها کندرول ها بود، تکه های سنگی به اندازه میلی متر که در دمای بالا تشکیل می شدند. دیگری ماتریکس بود، گرد و غبار سرد و ریزدانه غنی از یخ آب و مواد آلی.

تحقیقات جدید به رهبری دانشگاه ییل نشان می دهد که منظومه شمسی به شدت از مواد تشکیل شده از گرما تقریبا بلافاصله حمایت می کند.

محققان اولین شواهد ژئوشیمیایی را یافته‌اند که نشان می‌دهد غضروف‌ها قبلا ترجیحا در اجسام جامد در طول میلیون سال اول منظومه شمسی ترکیب می‌شدند. تا به حال، دانشمندان تنها توانسته بودند این نوع مرتب‌سازی را در اجرامی که ۲ تا ۴ میلیون سال پس از شروع منظومه شمسی تشکیل شده‌اند، ثبت کنند.

این مطالعه در 18 سپتامبر در Nature Astronomy منتشر شد.

منظومه شمسی از ابتدا انتخابی بود

دامنویر گروال، استادیار علوم زمین و سیاره‌ای در دانشکده علوم و هنر ییل و اولین نویسنده این مطالعه، گفت: «کار ما نشان می‌دهد که این فرآیند مونتاژ از همان ابتدا به‌طور قابل‌توجهی انتخابی بوده است». اولین اجسام در بیرونی منظومه شمسی از 83 تا 92 درصد کندرول‌ها ساخته شده‌اند، با مقدار بسیار کمی از غبار یخی و غنی از فرار که بر اجسام تشکیل‌شده بعدی غالب است.

کندرول‌ها کره‌های سنگی کوچکی هستند که در داخل کندریت‌ها یافت می‌شوند و از ابتدایی‌ترین شهاب‌سنگ‌هایی هستند که در مجموعه‌های زمین‌شناسی حفظ شده‌اند. این ساختارهای کوچک به دانشمندان ارتباط فیزیکی مستقیم با مراحل اولیه منظومه شمسی را ارائه می دهند.

گروال گفت: "می توانید آنها را در دست بگیرید و بدانید که آنها به عنوان بخشی از فرآیندی آغاز شده اند که میلیاردها سال پیش آغاز شده است." "این یک مقیاس زمانی است که به سختی می توان سر خود را در اطراف آن قرار داد."

دانشمندان مدت‌هاست می‌دانستند که کندریت‌های کربنی (شهاب‌سنگ‌های اولیه و سنگی که حاوی ترکیبات آلی و آب در میان کانی‌های سیلیکات خود هستند) از بیرون منظومه شمسی الگویی مرتبط با سن نشان می‌دهند. نمونه‌های قدیمی‌تر دارای نسبت بیشتری از کندرول‌ها و ماتریس کمتری هستند، در حالی که نمونه‌های جوان‌تر حاوی مقدار بیشتری از مواد سرد و غنی از فرار هستند.

این الگو نشان می‌دهد که مناطقی که اولین اجرام جامد، معروف به سیاره‌های کوچک، در حال شکل‌گیری بودند، قبلا از غضروف‌های تشکیل‌شده توسط گرما حمایت می‌کردند، در حالی که بیشتر غبار یخی را حذف می‌کردند.

جست‌وجوی شواهد از میلیون‌ها سال اول

تأیید آنچه در طول میلیون سال اول منظومه شمسی رخ داده است دشوار بوده است زیرا هیچ جسم تمایز نیافته حفظ شده ای از آن دوره باقی نمانده است. بنابراین دانشمندان راهی مستقیم برای تعیین تعادل اصلی بین غضروف‌ها و ماتریس در اولین اجرام نداشتند.

گروال و همکارانش با بررسی سرنخ‌های شیمیایی موجود در شهاب‌سنگ‌های آهنی بیرونی منظومه شمسی به این مشکل نزدیک شدند.

اجسام مادری که توسط این شهاب‌سنگ‌ها نشان داده می‌شوند، حاوی مقدار زیادی آلومینیوم-26 رادیواکتیو بودند که در نهایت کاملا ذوب شدند. این فرآیند ساختارهای فیزیکی را که می‌توانستند آنچه را که آن اجسام در اصل وجود داشتند را آشکار کنند، پاک کرد.

با این حال، شیمی آنها هنوز اطلاعات مفیدی را حفظ کرده است.

محققان دو ردیاب شیمیایی مستقل مرتبط با ماتریکس را شناسایی کردند. یکی گوگرد بود که در ماتریکس بسیار متمرکز است. حالت دیگر حالت اکسیداسیون آهن بود که می تواند نشان دهد که چه مقدار آب یخ و غبار اکسید شده در بدنه اصلی ادغام شده است.

تیم با استفاده از این دو ردیاب، ترکیبات بدن والدین باستانی را بازسازی کردند. آنها محاسبه کردند که ماتریس تنها 8 تا 17 درصد از مواد اولیه آنها را تشکیل می دهد که نسبتی کمتر از اندازه گیری شده در کندریت های شناخته شده است.

این بدان معناست که مواد باقی‌مانده عمدتا تحت سلطه غضروف‌ها بودند.

گروال گفت: "هر دو ردیاب به طور مستقل داستان یکسانی را روایت می کنند: این سیاره های اولیه به طور قابل توجهی از نظر ماتریس ضعیف بودند." "این همگرایی چیزی است که نتیجه را قوی می کند."

این یافته ها همچنین ممکن است پازل دیگری را که مربوط به رکورد شهاب سنگ است را حل کند. کندرول‌های بسیار قدیمی امروزه به‌طور شگفت‌انگیزی غیرمعمول هستند، حتی اگر به نظر می‌رسد در طول تاریخ اولیه منظومه شمسی فراوان بوده‌اند.

به گفته گروال، بسیاری از آن کندروهای باستانی احتمالا در نسل اول سیاره‌های کوچک گنجانده شده‌اند. آن اجساد متعاقبا ذوب شدند و شواهد فیزیکی را از بین بردند و یافتن قدیمی‌ترین غضروف‌ها را در شهاب‌سنگ‌های بازمانده سخت‌تر کردند.

نتایج نشان می دهد که فرآیند جداسازی و انتخاب اجزای سیاره ای تقریبا به محض شروع شکل گیری اجسام جامد آغاز شد. منظومه شمسی جوان به‌جای مخلوط کردن غضروف‌ها و غبار یخی به‌طور یکنواخت، به شدت از کندرول‌ها در برخی از اولین سیاره‌های کوچک خود استفاده می‌کرد.

گروال گفت: «این دانه‌های کوچک سنگی که در همه جا حاضر هستند، بلوک‌های اساسی ساختمانی هستند که خود سیارات در نهایت از آن‌ها جمع شدند. و اکنون می دانیم که آنها از همان ابتدا در حال دسته بندی و ترکیب در نسل اول اجسام جامد بودند.

نویسندگان همکار این مطالعه ژونگتیان ژانگ از دانشگاه پرینستون و جوانا دراکوفسکا از موسسه ماکس پلانک برای تحقیقات منظومه شمسی در آلمان هستند.

بودجه این تحقیق از دانشگاه ییل تامین شد.

مواد ارائه شده توسط دانشگاه ییل. نوشته اصلی توسط جیم شلتون. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.

آرتروز زانو اجتناب ناپذیر نیست: عادات ساده ممکن است خطر شما را کاهش دهد

انیشتین آن را "شعب آور" نامید. سرن به تازگی آن را در انرژی های شدید در برخورد دهنده بزرگ هادرونی پیدا کرده است

پاک کننده معطر مورد علاقه شما می تواند هوا را با آلودگی نامرئی پر کند

هورمون استرس، کورتیزول، مغز را دوباره سیم کشی می کند تا خاطرات عاطفی را تقویت کند