Perioada timpurie a Sistemului Solar rămâne un subiect de nenumărate întrebări pentru cercetători. Semnele primilor corpuri planetare au fost în mare parte distruse, iar disputa dintre teorii despre materialul din care s-a format inițial sistemul continuă să ofere piste.

Un studiu publicat în Nature Astrophysics, condus de Grewal, își propune să ofere un răspuns clar acestei dispute: în primele momente, Sistemul Solar a favorizat focul în fața gheții. Cercetarea analizează distribuția condrulelor și a matricelor, iluminând începuturile.

Condrulele sunt bucăți solide de dimensiune milimetrică, formate din materialul prafului expus la temperaturi extreme din vid, care s-au topit, s-au răcit rapid și au format apoi pietricele.

Urmele chondrulelor și ale matricei

Condrulele sunt pietricele de dimensiune milimetrică, rezultate din topirea materialelor din praful stelar, urmate de o răcire rapidă care le-a permis formarea de pietricele lucioase.

Matricele reprezintă un strat moale, alcătuit din particule aeriene, care a păstrat în interior substanțe volatile, cum ar fi apa și alte gaze. Impacturile prin șoc nu au afectat în același mod această parte, astfel că condrulele și matricele au supraviețuit în meteoriți în moduri diferite.

Cu trecerea timpului, cercetătorii au observat că, între 2 și 4 milioane de ani după formarea Sistemului Solar, a existat o preferință pentru condrulele orientate spre foc; Grewal și echipa au dorit să pătrundă în acumularea din primul milion de ani pentru a înțelege procesele mai adânc.

Rolul aluminiu-26 în perioada timpurie

În perioada timpurie a Sistemului Solar nu s-au păstrat mostre în starea lor originală, iar un izotop radioactiv, Aluminium-26, cu o perioadă de înjumătățire de aproximativ 705.000 de ani, este considerat responsabil pentru această încălzire internă. Este probabil să fi fost furnizat de o supernovă apropiată, iar odată intrat în planetesimalele timpurii, a topit interiorul și a amestecat condrulele cu matricele.

Această încălzire internă a încălzit părți interne și a complicat reconstrucția stării inițiale. Cercetătorii au căutat alte semne, de exemplu meteoritii de fier care păstrează urmele acestei istorii.

Prin comparații și modele, cercetătorii încearcă să înțeleagă cum Aluminium-26 a influențat amestecul materialelor și de ce raportul dintre condrule și matrice a evoluat în timp.

Meteorituri de fier și urmele Sistemului Solar timpuriu

Există meteoriți de fier pe Pământ formați prin ciocniri ale planetesimale timpurii; odată ce au ajuns pe Pământ, aceștia au păstrat indicii despre compoziția Sistemului Solar timpuriu.

Conținutul de sulfu și starea de oxidare arată că procentul de matrice era foarte mic în meteoriții de fier, între 8 și 17%. Aceste cifre sunt în armonie cu imaginea în care focul domina compoziția materialelor în Sistemul Solar timpuriu.

Această observație este în armonie cu un model fizic în care discul protoplanetar masiv s-a comportat ca o centrifugă; condrulele s-au adunat rapid pentru a forma planetesimale, iar matrice – bucăți mai ușoare – s-au consolidat în corpuri ulterioare sau au fost încorporate în comete.

Procesele mecanice ale Sistemului Solar timpuriu

Procesele mecanice ale Sistemului Solar timpuriu au avut loc într-un disc imens de gaz și praf, asemănător unei centrifuge uriașe. În acest sistem, densitatea a organizat materiile, iar condrulele s-au adunat sub influența forței centrifuge.

Condrulele s-au adunat în funcție de densitate și au format corpuri planetare timpurii, în timp ce matricele – fragmente mai ușoare și pufoase – au fost eliberate de șocuri și mai târziu s-au consolidat în alte corpuri sau au fost integrate în comete.

Această selecție între cele două componente explică diferențele de compoziție între părțile interne și exterioare ale Sistemului Solar și marchează drumul separării între obiectele din interior și cele din exterior.

Întrebările rămase și direcția cercetărilor

Studiul deschide numeroase întrebări, de exemplu de unde provine sursa Aluminium-26 și de ce au existat diferențe în modul de încălzire între condrule și matrice.

Cercetătorii folosesc metode noi și seturi de date în expansiune pentru a înțelege mai bine structura internă a primelor corpuri planetare, comparând semnele din meteoriți cu modelele Sistemului Solar timpuriu.

Prin aceste analize, putem obține o imagine tot mai detaliată despre nașterea Sistemului Solar și despre modul în care fiecare componentă a ajuns la locul său în zonele interne și externe.