تكشف الكويكبات القديمة أن النظام الشمسي المبكر كان أكثر فوضوية مما كنا نظن

(ETH Zurich)

ليس هناك شك في أن الأنظمة الشمسية الفتية هي أماكن فوضوية. حددت الاصطدامات المتتالية نظامنا الشمسي الشاب على أنه تصادم الصخور والصخور والكواكب بشكل متكرر.

أ دراسة جديدة استنادًا إلى أجزاء من الكويكبات التي اصطدمت بالأرض يضع جدولًا زمنيًا لبعض تلك الفوضى.

يعرف علماء الفلك أن الكويكبات ظلت بشكل أساسي دون تغيير منذ تشكلها في بدايات النظام الشمسي قبل مليارات السنين.

إنها تشبه كبسولات زمنية صخرية تحتوي على أدلة علمية من تلك الحقبة المهمة لأن الكويكبات المتمايزة كانت لها عباءات تحمي تصميماتها الداخلية من التجوية في الفضاء.

لكن لم تبقى جميع الكويكبات سليمة.

بمرور الوقت ، أدت الاصطدامات المتكررة إلى تجريد الدثار العازلة من قلبها الحديدي ثم حطمت بعض هذه النوى إلى قطع.

سقطت بعض هذه القطع على الأرض. كانت الصخور التي سقطت من الفضاء ذات أهمية كبيرة للناس وكانت مورداً قيماً في بعض الحالات ؛ تم دفن الملك توت بخنجر مصنوع من نيزك حديدي ، وصنع شعب الإنويت في جرينلاند أدوات من نيزك حديدي لقرون.

يهتم العلماء بشدة بالنيازك الحديدية بسبب المعلومات التي تحتوي عليها.

بحثت دراسة جديدة تعتمد على النيازك الحديدية - وهي أجزاء من قلب كويكبات أكبر - في نظائر البلاديوم والفضة والبلاتين. من خلال قياس كميات هذه النظائر ، يمكن للباحثين تقييد توقيت بعض الأحداث في بدايات النظام الشمسي.

الورقة ' تشتت السديم الشمسي مقيدة بالتأثيرات والتبريد الأساسي في الكواكب الصغيرة تم نشر 'في علم الفلك الطبيعي . الكاتبة الرئيسية هي أليسون هانت من ETH Zurich والمركز الوطني للكفاءة في البحث (NCCR) PlanetS.

أظهرت الدراسات العلمية السابقة أن الكويكبات في النظام الشمسي ظلت دون تغيير نسبيًا منذ تكوينها ، قبل مليارات السنين ، قال . وبالتالي ، فهي عبارة عن أرشيف يتم فيه الحفاظ على ظروف النظام الشمسي المبكر.

لم يعرف قدماء المصريين والإنويت أي شيء عن العناصر والنظائر وسلاسل الاضمحلال ، لكننا نعرف ذلك. نحن نفهم كيف تتحلل العناصر المختلفة في السلاسل إلى عناصر أخرى ، ونعرف المدة التي تستغرقها.

واحدة من سلاسل الاضمحلال تلك تقع في قلب هذا العمل: قصير العمر107Pd–107نظام تسوس Ag. هذه السلسلة لها عمر نصف يبلغ حوالي 6.5 مليون سنة وتستخدم للكشف عن وجود قصير العمر النويدات من النظام الشمسي المبكر.

جمع الباحثون عينات من 18 نيزكًا حديديًا مختلفًا كانت ذات يوم جزءًا من النوى الحديدية للكويكبات.

ثم قاموا بعزل البلاديوم والفضة والبلاتين فيها واستخدموا مطياف الكتلة لقياس تراكيز النظائر المختلفة للعناصر الثلاثة. يعتبر وجود نظير معين للفضة أمرًا بالغ الأهمية في هذا البحث.

خلال ملايين السنين الأولى من تاريخ النظام الشمسي ، أدت النظائر المشعة المتحللة إلى تسخين النوى المعدنية في الكويكبات. مع تبريدها وتلاشي المزيد من النظائر ، ظهر نظير من الفضة (107Ag) المتراكمة في النوى. قام الباحثون بقياس نسبة107Ag للنظائر الأخرى وتحديد مدى سرعة الكويكب تبريد النوى ومتى.

هذه ليست المرة الأولى التي يدرس فيها الباحثون الكويكبات والنظائر بهذه الطريقة. لكن الدراسات السابقة لم تأخذ في الاعتبار تأثيرات الأشعة الكونية المجرية (GCRs) على النسب النظيرية.

يمكن أن تعطل GCRs عملية التقاط النيوترون أثناء الاضمحلال ويمكن أن تقلل من كمية107حج و109اي جي. تم تصحيح هذه النتائج الجديدة لتداخل GCR عن طريق حساب نظائر البلاتين أيضًا.

سمحت لنا قياساتنا الإضافية لوفرة نظائر البلاتين بتصحيح قياسات نظائر الفضة للتشوهات الناتجة عن الإشعاع الكوني للعينات في الفضاء. لذلك تمكنا من تحديد توقيت الاصطدامات بدقة أكبر من أي وقت مضى ، 'هانت ذكرت .

ولدهشتنا ، تم الكشف عن جميع النوى الكويكبية التي فحصناها في وقت واحد تقريبًا ، في إطار زمني من 7.8 إلى 11.7 مليون سنة بعد تكوين النظام الشمسي ، قال .

فترة زمنية مدتها 4 ملايين سنة قصيرة في علم الفلك. خلال تلك الفترة القصيرة ، تم الكشف عن نوى جميع الكويكبات التي تم قياسها ، مما يعني أن الاصطدامات مع الأجسام الأخرى جردت من غلافها. بدون الدثار العازلة ، تبرد النوى جميعًا في وقت واحد.

أظهرت دراسات أخرى أن التبريد كان سريعًا ، لكنهم لم يتمكنوا من تقييد الإطار الزمني بشكل واضح.

لكي تحصل الكويكبات على النسب النظيرية التي وجدها الفريق ، يجب أن يكون النظام الشمسي مكانًا فوضويًا للغاية ، مع فترة من الاصطدامات المتكررة التي جردت الوشاح من الكويكبات.

'يبدو أن كل شيء كان يتحطم معًا في ذلك الوقت ،' هانت يقول . وتضيف: 'وأردنا معرفة السبب'.

لماذا ستكون هناك فترة من هذه الاصطدامات الفوضوية؟ هناك عدة احتمالات ، وفقًا للصحيفة.

الاحتمال الأول يتعلق بالكواكب العملاقة للنظام الشمسي. إذا هاجروا أو كانوا غير مستقرين بطريقة ما في ذلك الوقت ، فيمكنهم إعادة تنظيم النظام الشمسي الداخلي ، وتعطيل الأجسام الصغيرة مثل الكويكبات ، وتسبب في فترة من الاصطدامات المتزايدة. هذا السيناريو يسمى نموذج جميل .

الاحتمال الآخر هو سحب الغاز في السديم الشمسي .

عندما كانت الشمس نجمًا أوليًا ، كانت محاطة بسحابة من الغاز والغبار تسمى السديم الشمسي ، تمامًا مثل النجوم الأخرى. احتوى القرص على الكويكبات ، وستتشكل الكواكب هناك أيضًا في النهاية. لكن القرص تغير في أول بضعة ملايين من السنين للنظام الشمسي.

في البداية ، كان الغاز كثيفًا ، مما أدى إلى إبطاء حركة أشياء مثل الكويكبات والكواكب الصغيرة مع سحب الغاز. ولكن مع بدء الشمس ، أنتجت المزيد من الرياح الشمسية والإشعاع.

كان السديم الشمسي لا يزال موجودًا ، لكن الرياح الشمسية والإشعاع دفعوه لتبدده. مع تبددها ، أصبحت أقل كثافة ، وكان هناك مقاومة أقل للأشياء.

بدون التأثير المثبط للغاز الكثيف ، تسارعت الكويكبات واصطدمت ببعضها البعض بشكل متكرر.

وفقًا لهانت وزملائها ، فإن تقليل سحب الغاز هو المسؤول.

أشارت ماريا شونباشلر ، المؤلفة المشاركة في الدراسة ، إلى أن `` النظرية التي فسرت هذه المرحلة المبكرة النشطة من النظام الشمسي بشكل أفضل أشارت إلى أن السبب الرئيسي وراءها هو تبديد ما يسمى بالسديم الشمسي ''. شرح .

هذا السديم الشمسي هو ما تبقى من الغازات المتبقية من السحابة الكونية التي ولدت منها الشمس. لبضعة ملايين من السنين ، كانت لا تزال تدور حول الشمس الفتية إلى أن هبت عليها الرياح الشمسية والإشعاع ، 'Schönbächler قال .

يوضح عملنا كيف تسمح لنا التحسينات في تقنيات القياس المخبرية باستنتاج العمليات الرئيسية التي حدثت في النظام الشمسي المبكر - مثل الوقت المحتمل الذي انتهى فيه السديم الشمسي. كانت الكواكب مثل الأرض لا تزال في طور الولادة في ذلك الوقت. في النهاية ، يمكن أن يساعدنا هذا في فهم كيفية نشأة كواكبنا بشكل أفضل ، ولكن أيضًا يعطينا نظرة ثاقبة على الآخرين خارج نظامنا الشمسي ، Schönbächler انتهى .

تم نشر هذه المقالة في الأصل من قبل الكون اليوم . إقرأ ال المقالة الأصلية .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.