Ny teori om dannelsen af ​​solsystemets første ting

To tidlige solsystemer

En ny undersøgelse foreslår to tidlige faste solsystemsystemer-kondruler og calcium-aluminiumrige inklusioner-dannet på samme tid. Denne teori omskriver vores nuværende forståelse af det tidlige solsystems dannelse. (Billedkredit: NASA/JPL-Caltech/T.Pyle (SSC)/Mia Olsen)



Et nyt syn på solsystemets tidlige dage foreslår, at de to første former for faste materialer - forstadierne til rumsten og i sidste ende planeter - begge dannes på samme tid.



Da solen blev født for omkring 4,6 milliarder år siden, var den omgivet af en sky af gas og støv, der til sidst blev til asteroider, kometer og planeter. Et indledende trin i denne proces skulle være dannelsen af ​​klumper af fast materiale.

Tidligere troede forskere, at de to kendte typer af tidlige faste stoffer dannede flere millioner år fra hinanden. Men en ny datingteknik fra Københavns Universitets James Connelly og andre forskere viser forskellige resultater.



Det betyder, at solsystemets tidlige dage ser anderledes ud end tidligere antaget. Connelly og hans holdkammerater foreslår deres nye model i et papir, der blev offentliggjort i 2. november -udgaven af ​​tidsskriftet Science.

Gas- og støvkomprimering

Connelly's team fokuserede på to typer faste stoffer: calcium-aluminium-rige inklusioner (CAI'er) og chondrules. Begge disse faste stoffer findes i meteoritter, som er stykker af rumsten, der typisk er milliarder af år gamle, der finder vej til Jorden og ofte opdages af forskere og amatører.



Disse materialer 'har registreringer af hændelser og processer i den tidlige del af solsystemet,' sagde Connelly, især om den tid, hvor solen og planeterne var dannes fra en roterende skive for mere end 4,5 milliarder år siden. [Planetfall: Solsystemets vidundere (fotos)]

CAI'er dannes fra smeltede gasdråber under temperaturer højere end 1.880 grader Fahrenheit (1.030 grader Celsius eller 1.300 grader Kelvin), mens kondruler er støvsamlinger, der hurtigt smelter og afkøles i et lavere temperaturområde på mindre end 1.340 grader Fahrenheit (727 grader Celsius, eller 1.000 grader Kelvin).

Under den nye model for solsystemets dannelse havde den snurrende skive, der til sidst dannede solen og planeterne, en stor mængde energi i sig. Partikler fladede ned i fly langs skiven. I midten dannede solen sig, da materiale mistede momentum og begyndte at kondensere.



Da materialet kollapsede på den protoplanetariske skive, dannede enorme chokbølger, der producerede 'flash' -opvarmning eller varme, der begyndte og derefter forsvandt inden for få timer. Disse overspændinger af energi påvirkede CAI'erne og kondrulerne, sagde Connelly.

Fundet kan være vigtigt, fordi det illustrerer en generisk måde, hvorpå alle protoplanetariske diske i det kendte univers kan have dannet faste stoffer.

Andre dateringsmetoder sagde, at energien fra vores solsystems protoplaneter, da de susede rundt i deres kredsløb, forudsagde, at kondrulerne dannede omkring 2 millioner år efter, at CAI'er gjorde det. Denne timing levede imidlertid ikke op med astronomiske observationer af andre planetsystemer, som forudsagde en kortere dannelsesperiode.

Den anden model, sagde Connelly, antydede 'der er noget unikt ved vores solsystem, der gør det muligt at danne disse indeslutninger. Det så ud som om disse ting varede lidt for længe. '

En ny metode til dating

Den gamle dateringsmetode er baseret på måling af mængden af ​​aluminium 26, som er en radioaktiv form, eller isotop, af aluminium, der findes i meteoritter til dato for solsystemet. Men der er en svaghed ved denne teknik, sagde Connelly: Brug af denne form for aluminium forudsætter, at den blev fordelt jævnt i solsystemet.

Hvis to objekter dannes på samme tid forskellige steder på disken, har de muligvis ikke den samme mængde af denne aluminiumisotop inde i dem, fordi der kan være forskellige proportioner af aluminium forskellige steder. Den gamle antagelse var, at hvis aluminiumproportionerne var forskellige, dannede de sig på forskellige tidspunkter.

For at komme med den nye solide historie tilpassede Connelly og hans team teknikker, han lærte på Royal Ontario Museum for mange år siden, mens de daterede zirkonmineraler.

Forskerne brød meteoritprøver fra hinanden, vaskede og opløste dem gradvist til partition af bly fra resten af ​​prøven og fjernede forurenende stoffer, der kan påvirke dateringsprocessen.

Connelly's team brugte massespektrometre til at måle den isotopiske sammensætning af bly og uran og brugte den kendte hastighed for uranforfald til at bestemme absolutte aldre af CAI'er og kondruler i meteoritterne.

Uran og bly bruges ofte til at datere geologiske begivenheder på Jorden, fordi isotoper af uran har passende halveringstider (dvs. den tid, hvor halvdelen af ​​partiklerne henfalder til at føre) til dette arbejde.

I meteoritter er det mere udfordrende at bruge den samme proces, fordi uran og bly er i små mængder. Imidlertid er uran-bly-dating den bedste metode til at lære om det tidlige solsystem, fordi dating med det er så præcist, sagde Connelly. Det kan differentiere begivenheder med mindre end en million års mellemrum.

Teamets nye 'foretrukne skøn' for CAI -alderen er 4,56730 milliarder år plus minus 160.000 år.

Følg Elizabeth Howell @howellspace eller demokratija.eu @Spacedotcom . Vi er også igang Facebook og Google+ .