Nowe badania przeprowadzone przez naukowca z Yale sugerują, że planetozymale we wczesnym Układzie Słonecznym powstały w wyniku serii zderzeń o wysokiej energii.
Nasz Układ Słoneczny odniósł oszałamiający sukces.
Nowe badania sugerują, że od najwcześniejszego okresu – jeszcze przed wyczerpaniem się gazu mgławicowego – Układ Słoneczny i jego planety przypominały raczej pojemnik z używanymi klockami LEGO niż powoli ewoluujące kule nietkniętych pierwiastków i minerałów.
Planety – w tym Ziemia – nie były zbudowane z nieskazitelnego materiału, lecz z odzyskanych fragmentów rozbitych i odbudowanych obiektów – powiedział Damanveer Singh Grewal, adiunkt na Wydziale Nauk o Ziemi i Planetach Uniwersytetu Yale oraz pierwszy autor artykułu opublikowanego w czasopiśmie Science Advances. Nasze badania pozwalają lepiej zrozumieć burzliwe początki naszego Układu Słonecznego.
Naukowcy od dawna wiedzą, że w początkach istnienia Układu Słonecznego planety i protoplanety, znane jako planetozymale, powstały w wyniku zderzeń i formowania się jąder, co powodowało zmiany chemiczne w składzie jąder. Jednak skala wpływu każdej z tych sił pozostaje nieznana. Tajemniczość pogłębia fakt, że niektóre planetozymale wykazują nietypowe sygnatury chemiczne, które wymagałyby obecności metali bardzo mało prawdopodobnych na początku naturalnie ewoluującego procesu formowania się jąder.
Grewal i jego współpracownicy twierdzą, że wyjaśnienie leży w naturze wczesnego Układu Słonecznego, który charakteryzował się tendencją do niszczenia i odbudowy.
W ramach nowego badania naukowcy stworzyli symulacje dotyczące rozwoju jąder planetarnych na wczesnych etapach istnienia Układu Słonecznego, opierając się na ponownej interpretacji danych uzyskanych z meteorytów żelaznych – pozostałości metalicznych jąder pierwszych planetozymali.
Naukowcy wysuwają hipotezę, że zderzenia wysokoenergetyczne rozpoczęły się od 1 do 2 milionów lat po uformowaniu się Układu Słonecznego (co w terminologii kosmologicznej uważa się za wczesny okres). Na tym etapie niektóre planetozymale utworzyły jądra bogate w metale, ale proces ten nie był jeszcze zakończony.
W wyniku zderzeń jądra te uległy zniszczeniu, a ich fragmenty połączyły się ponownie w nowe ciała planetarne.
Te wydarzenia zadecydowały o tym, które pierwiastki i minerały młode światy przeniosły do kolejnego etapu formowania się planet – powiedział Grewal. Nasze odkrycia sugerują, że droga do powstania planet była znacznie bardziej dynamiczna i złożona, niż wcześniej sądzono.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Patchwork planets: Piecing together the early solar system
- Protracted core formation and impact disruptions shaped the earliest outer Solar System planetesimals
Źródło: Yale
Na ilustracji: Wizja artystyczna przedstawiająca chaotyczny proces formowania się planet we wczesnym Układzie Słonecznym. Obraz ukazuje moment, w którym dwa masywne, gorące planetozymale uderzają w siebie z ogromną siłą, co prowadzi do ich rozbicia. Liczne, rozproszone fragmenty (zarówno skaliste, jak i metaliczne, pochodzące z jąder) grawitacyjnie gromadzą się w przestrzeni, zaczynając proces ponownej akrecji, by utworzyć nowe, "poszatkowane" ciało planetarne. Ilustracja odzwierciedla nową hipotezę, według której planety – w tym Ziemia – powstały z przetworzonego, a nie pierwotnego, kosmicznego materiału. Źródło: Michael S. Helfenbein (na podstawie ilustracji generowanych przez SI dla Yale
