به گزارش اطلاعات آنلاین به نقل از Nature Astronomy، شهابسنگهای آهنی باستانی نشان میدهند که برخی از اولین اجرام جامد منظومه شمسی عمدتاً از دانههای سنگی کوچک تشکیل شده با گرما به نام «کندرول» ساخته شدهاند؛ در حالی که گرد و غبار غنی از آب تا حد زیادی از آنها مستثنی بوده است. این یافته، این فرآیند سیارهسازی انتخابی را به یک میلیون سال اول منظومه شمسی برمیگرداند.
مراحل اولیه تشکیل سیارات ممکن است بسیار گزینشیتر از آن چیزی بوده باشد که دانشمندان زمانی تصور میکردند. هم زمان با اینکه منظومه شمسی جوان شروع به تشکیل اجرام جامد مانند سیارات، قمرها و پیشسیارهها کرد، دو نوع ماده اصلی در دسترس بود. یکی کندرولها، قطعات سنگی میلیمتری که در دماهای بالا تشکیل میشدند؛ دیگری ماتریکس، غبار سرد و ریزدانه غنی از یخ آب و مواد آلی.
تحقیقات جدید به سرپرستی دانشگاه ییل نشان میدهد که منظومه شمسی تقریباً بلافاصله به شدت به مواد تشکیل شده در گرما تمایل داشته است.
محققان اولین شواهد ژئوشیمیایی را یافتهاند که نشان میدهد کندرولها در طول یک میلیون سال اول منظومه شمسی، ترجیحاً در اجسام جامد ادغام میشدند. تاکنون، دانشمندان فقط توانسته بودند این نوع مرتبسازی را در اجرامی که ۲ تا ۴ میلیون سال پس از آغاز منظومه شمسی تشکیل شدهاند، ثبت کنند.
منظومه شمسی از ابتدا گزینشی بود
پژوهش ها نشان میدهد که این فرآیند مونتاژ از همان ابتدا به طرز چشمگیری گزینشی بوده است. اولین اجرام در منظومه شمسی بیرونی از ۸۳ درصد تا ۹۲ درصد کندرول ساخته شدهاند و مقدار بسیار کمی از گرد و غبار یخی و فرار در آنها وجود دارد که بر اجرام تشکیلدهنده بعدی غالب است.
کندرولها کرههای سنگی کوچکی هستند که در داخل کندریتها یافت میشوند و از ابتداییترین شهابسنگهای حفظ شده در مجموعههای زمینشناسی هستند. این ساختارهای کوچک به دانشمندان ارتباط فیزیکی مستقیمی با مراحل اولیه منظومه شمسی ارائه میدهند.
میتوان آنها را در دست گرفت با این دانش که آنها بخشی از فرآیندی هستند که میلیاردها سال پیش آغاز شده است. این یک مقیاس زمانی است که به سختی میتوان آن را درک کرد.
دانشمندان مدتهاست میدانند که کندریتهای کربنی (شهابسنگهای اولیه و سنگی که حاوی ترکیبات آلی و آب در میان کانیهای سیلیکات خود هستند) از منظومه شمسی بیرونی، الگویی مرتبط با سن را نشان میدهند. نمونههای قدیمیتر معمولاً حاوی نسبت بیشتری از کندرولها و ماتریس کمتری هستند، در حالی که نمونههای جوانتر حاوی مواد سرد و غنی از فرار بیشتری هستند.
این الگو نشان میدهد مناطقی که اولین اجسام جامد معروف به سیارههای کوچک در حال شکلگیری بودند از قبل کندرولهای تشکیل شده با گرما را ترجیح میدادند؛ در حالی که بخش زیادی از گرد و غبار یخی را حذف میکردند.
جستجوی شواهدی از میلیون سال اول
تأیید آنچه در طول میلیون سال اول منظومه شمسی اتفاق افتاده دشوار بوده است؛ زیرا هیچ جسم تمایز نیافته حفظ شدهای از آن دوره باقی نمانده است. بنابراین، دانشمندان فاقد راهی مستقیم برای تعیین تعادل اولیه بین کندرولها و ماتریس در آن اجسام اولیه بودند.
آنها با بررسی سرنخهای شیمیایی حفظ شده در شهابسنگهای آهنی از منظومه شمسی بیرونی، به این مسئله نزدیک شدند.
اجسام مادری که توسط این شهابسنگها نشان داده میشوند، حاوی آلومینیوم-۲۶ رادیواکتیو زیادی بودند که در نهایت کاملاً ذوب شدند. این فرآیند پاک کننده ساختارهای فیزیکی بوده است که میتوانستند محتویات اولیه آن اجرام را آشکار کنند.
محققان دو ردیاب شیمیایی مستقل مرتبط با ماتریکس را شناسایی کردند. یکی گوگرد بود که در ماتریکس بسیار متمرکز است. دیگری حالت اکسیداسیون آهن بود که میتواند نشان دهد چه مقدار یخ آب و گرد و غبار اکسید شده در جسم اصلی گنجانده شده است.
شهابسنگها آغازی غنی از کندرول را آشکار میکنند
با استفاده از این دو ردیاب، تیم ترکیبات اجرام والد باستانی را بازسازی کرد. آنها محاسبه کردند که ماتریکس فقط ۸ تا ۱۷ درصد از مواد اولیه آنها را تشکیل میدهد؛ نسبتی کمتر از آنچه در هر کندریت شناخته شدهای اندازهگیری شده است.
این بدان معناست که مواد باقی مانده به طور عمده تحت سلطه کندرولها بودهاند.
هر دو ردیاب به طور مستقل داستان یکسانی را روایت میکنند: این سیارات اولیه به طور قابل توجهی فاقد ماتریکس بودند و این همگرایی همان چیزی است که نتیجه را قوی میکند.
این یافتهها همچنین ممکن است معمای دیگری را در مورد سابقه شهابسنگ حل کند. کندرولهای بسیار قدیمی امروزه به طرز شگفتآوری نادر هستند؛ اگرچه به نظر میرسد در اوایل تاریخ منظومه شمسی فراوان بودهاند.
به گفته پژوهشگران، بسیاری از آن کندرولهای باستانی احتمالاً در نسل اول خرده سیارهها گنجانده شدهاند. این اجرام متعاقباً ذوب شدند و شواهد فیزیکی را از بین بردند و یافتن قدیمی ترین کندرولها را در شهاب سنگهای باقی مانده بسیار دشوارتر کردند.
بازسازی تولد اجرام سیارهای
نتایج نشان میدهد که فرآیند جداسازی و انتخاب مواد تشکیل دهنده سیاره تقریباً به محض شروع تشکیل اجرام جامد آغاز شده است. منظومه شمسی جوان به جای مخلوط کردن یکنواخت کندرولها و غبار یخی، در برخی از اولین اجرام کوچک خود به شدت به کندرولها تمایل داشته است.
این دانههای کوچک سنگی که در همه جا وجود دارند، بلوکهای سازنده اساسی هستند که خود سیارات در نهایت از آنها تشکیل شدهاند و اکنون میدانیم که آنها از همان ابتدا در حال مرتب شدن و ترکیب شدن در نسل اول اجرام جامد بودهاند.