Il più grande vivaio di solidi che compongono il sistema solare

Un pezzo di condrite carboniosa contenente una grande proporzione ricca di calcio e alluminio simile a quella utilizzata in questo studio. Foto: Quinn Schulenberger/LLNL.

I solidi più antichi che si sono formati nel sistema solare forniscono indizi su quali specie radioattive ha prodotto il giovane sole e quali sono ereditate.

Studiando le differenze isotopiche degli elementi vanadio (V) e stronzio (Sr), un team internazionale di ricercatori tra cui scienziati provenienti da Lawrence Livermore National Laboratory LLNL ha scoperto che queste differenze non sono causate dall’irradiazione solare, ma sono causate da reazioni di condensazione ed evaporazione nel primo sistema solare. La ricerca compare nell’edizione del 29 settembre di progresso scientifico.

“Si scopre che alcuni degli isotopi radioattivi di breve durata che i ricercatori in precedenza pensavano fossero il prodotto della radiazione del primo Sole attivo erano probabilmente ereditati dalla nube molecolare madre, che a sua volta ci dice molto sul vicinato cosmico”, ha detto il chimico cosmico LLNL Greg Brenica, un coautore della ricerca. Siamo cresciuti lì. “

Le inclusioni ricche di calcio e alluminio (CAI) nei meteoriti sono i solidi più antichi formati all’interno del Sistema Solare. Portano informazioni importanti sulle condizioni ambientali delle prime fasi del disco protoplanetario prima che si formasse uno qualsiasi dei pianeti. Questa ricerca suggerisce anche che i solidi più antichi del nostro sistema solare potrebbero essersi formati più lontano dal sole di quanto si pensasse in precedenza, con implicazioni di vasta portata per la struttura dinamica del nascente sistema solare.

“I nostri risultati suggeriscono che la formazione di CAI durante l’occlusione della nuvola molecolare e l’accrescimento del disco probabilmente si è verificata a distanze maggiori dal Sole di quanto pensassimo in precedenza, forse fino alle regioni di formazione dei pianeti nel Sistema Solare”, ha affermato Koen Schulenberger, ricercatore post-dottorato. . L’autore del giornale.

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Allende
Un pezzo largo circa 6 cm del meteorite Allende caduto in Messico nel 1969 contiene inclusioni ricche di calcio e alluminio (CAI). L’area ombreggiata mostra un indice CAI significativo simile a quello utilizzato in questo studio. Foto di Greg Brenica/LLNL.

Le osservazioni astronomiche di giovani oggetti stellari indicano che i dischi di accrescimento che li circondano sono direttamente esposti a livelli di raggi X e emissioni di particelle ad alta energia che sono in numero maggiore di quelli osservati nella maggior parte delle stelle della sequenza principale. Tuttavia, la durata e le caratteristiche (lampi graduali o impulsivi) di queste prime fasi di alta attività stellare sono ancora poco conosciute.

L’abbondanza anomala di radionuclidi di breve durata in CAI da meteoriti di condrite carboniosa è stata proposta come documentazione fossile dell’irradiazione di polvere da parte dei raggi cosmici solari sul bordo interno del disco protoplanetario. Ma una nuova ricerca ha abbandonato questa teoria. “Sapere dove si sono formati i CAI è fondamentale per noi per comprendere la distribuzione e l’evoluzione della polvere che forma il pianeta nel nascente sistema solare”, ha affermato David Bekaert, primo autore dello studio.

Queste inclusioni refrattarie si trovano in corpi che si sono formati in diverse parti del sistema solare e sono state anche trovate in comete che si sono formate molto lontano dal Sole. Se i CAI si sono formati originariamente vicino al Sole, dicono agli scienziati che c’è una forte e rapida miscelazione in tutto il disco protoplanetario. Tuttavia, se questi corpi si formassero solo in regioni di formazione dei pianeti lontane dal Sole, come suggerito nel recente documento di ricerca, è probabile che si verifichi una miscelazione radiale molto inferiore.

“Essenzialmente, ci dà un’idea di quanto fosse alto il mixer. La velocità di quel mixer è importante per capire come il materiale si muoveva intorno al primo Sistema Solare e perché il Sistema Solare era organizzato in quel modo (giganti gassosi all’esterno, corpi all’interno)”, ha detto Brenica. “Questo studio allenta notevolmente la regione in cui potrebbero essersi formati i primi solidi del sistema solare”.

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I contributori a questo lavoro includono lo scienziato LLNL Ben Jacobsen, nonché ricercatori della Woods Hole Oceanographic Institution, University of Munster, University of California, Los Angeles, Goethe University, Durham University e National Museum of Natural History. La ricerca è stata finanziata dal programma di ricerca e sviluppo diretto dal laboratorio LLNL.

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