Wissenschaft

Wenn Sie im Sonnensystem auf Zurückspulen klicken, wie würde es aussehen?

2024

Sie wissen, wie Sie am Ende mindestens ein Modell der Sonnensystem (für die Wissenschaftsmesse oder sonst) vor der achten Klasse? Diese Anordnung aus Draht- und Schaumkugeln, die eingefärbt sind, um vage wie die Planeten auszusehen, ist nicht das, wie es ursprünglich aussah.

Das Sonnensystem hat sich seit seiner Entstehung vor Milliarden von Jahren durch die Schwerkraft verändert. Jupiter und Saturn waren teilweise die Schuldigen, da die immense Schwerkraft jedes dieser Gasriesen ausreichte, um die Dinge durcheinander zu bringen. Jetzt Wissenschaftler des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) versuchen, das entstehende Sonnensystem zu rekonstruieren durch das Studium der einzigartigen Signaturen von Isotopen, die in Meteoriten gefunden wurden, die dem Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter entkommen sind. Dies sind die meisten Meteoriten, die auf die Erde gefallen sind.

Die Enthüllung des Materials, aus dem diese Meteoriten bestanden, verriet, dass sich die Asteroiden, von denen sie abbrachen – mindestens hundert – in den nahen und fernen Regionen des Sonnensystems gebildet hatten.

Als die größten Planeten im Sonnensystem müssen Jupiter und Saturn sehr schnell gewachsen sein, um genug Staub und Gas zu sammeln, bevor die Sonne schließlich das verbleibende Urgas wegbläst“, sagt LLNL-Postdoc Jan Render, der eine kürzlich veröffentlichte Studie leitete Briefe zur Erd- und Planetenwissenschaft , sagte SYFY WIRE. 'Wir sehen auch zwei chemisch und isotopisch unterschiedliche Populationen von Objekten im Asteroidengürtel, die im frühen Sonnensystem für mehrere Millionen Jahre, wahrscheinlich durch Jupiter, räumlich getrennt sein müssen.'

Der Asteroidengürtel wimmelt von Millionen, möglicherweise Milliarden, von Asteroiden und Meteoriten, von winzigen Fragmenten bis hin zu Monster-Weltraumgesteinen wie dem Zwergplaneten Ceres. Früher nahm man an, dass die Asteroiden und Meteoriten in diesem Gürtel die Überreste eines zerschmetterten Planeten waren. Sie sind eigentlich heterogene Teile des Sonnensystems, deren Isotopen- und chemische Signaturen ein Bild davon geben könnten, wie das Sonnensystem in seinen Anfängen ausgesehen haben muss. Innerhalb des Asteroidengürtels gibt es tatsächlich Trümmer von kosmischen Kollisionen, aber diese Überreste sind alle unterschiedliche Gruppen von Asteroiden, die jeweils von verschiedenen Elternkörpern stammen.

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Planeten entstehen, indem sie sich aus Staubpartikeln ansammeln und zusammenkleben, um immer größere Gesteinsbrocken zu bilden. Es war wahrscheinlich nicht ungewöhnlich, dass Teile dieser embryonalen Planeten zusammenschlugen, und ein Teil dieses Abfalls schwebt jetzt immer noch im Asteroidengürtel herum. Wenn Planeten Gestalt annehmen, entwickeln sie auch einzigartige chemische Signaturen, je nachdem, wo sie sich gebildet haben. Deshalb suchten Render und ihr Team besonders nach ungewöhnlichen Isotopen, die aus Nukleosynthese , der Prozess, bei dem Atome, die komplexer als Wasserstoff sind, im Weltraum entstehen.

'Proben von Meteoriten zeigen eine ziemlich große Vielfalt sowohl in der chemischen als auch in der isotopischen Zusammensetzung, was uns sagt, dass der Asteroidengürtel selbst auch chemisch und isotopisch vielfältig ist', sagte Render. „Große Teile des Asteroidengürtels sind jedoch noch nicht beprobt. Es ist daher schwierig, einen repräsentativen Mittelwert der Zusammensetzung des gesamten Asteroidengürtels abzuleiten, aber wir können jetzt mit Sicherheit sagen, dass die Meteoriten, die wir in unserer Studie untersucht haben, in einer bestimmten Reihenfolge relativ zueinander entstanden sind.'

Es wird angenommen, dass die Nukleosynthese innerhalb weniger Augenblicke nach dem Urknall begonnen hat. Neue Atomkerne würden aus Kernreaktionen entstehen, und diese Reaktionen variierten von Region zu Region des heutigen Sonnensystems.

Meteoriten bekannt als basaltische Achondrite kann einige der Antworten haben. Die Zusammensetzung dieser ist ähnlich wie Basalt , ein auf der Erde gefundenes Eruptivgestein, das sich normalerweise aus Lava bildet, die von Vulkanen ausgespuckt wird. Achondritisch zu sein, im Gegensatz zu etwas wie einem kohlenstoffhaltigen Chondrit, bedeutet, dass sie keine Chondren , oder winzige runde Silikatstücke, die darin eingebettet sind. Gesucht wurden Isotope von Neodym (Nd) und Zirkon (Zr). Diese Atome hätten die gleiche Anzahl von Protonen in ihren Kernen wie das ursprüngliche Element, aber mehr oder weniger Neutronen. Isotopensignaturen in den Proben zeigten Hinweise auf präsolares Material, das zu Beginn des Sonnensystems überall verstreut war. Render glaubt, dass es Parallelen zwischen solchen Isotopen und anderen Hinweisen auf die Planetenentstehung gibt.

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Der Gradient der Isotopenzusammensetzung, den wir in unserer Studie gefunden haben, scheint sehr gut mit anderen Proxys zu korrelieren, die die Formationsentfernung von der Sonne anzeigen, wie etwa den Wassergehalt“, sagte er. „Die zunehmende Nähe zur Sonne lässt sich bei vielen Isotopen verschiedener chemischer Elemente wie Neodym, Zirkonium, Molybdän und Ruthenium beobachten. Dies sagt uns letztendlich, dass dieser Isotopengradient im gesamten frühen Sonnensystem universell gewesen sein muss und wahrscheinlich mit einer oder mehreren präsolaren Phasen zusammenhängt, die heterogen verteilt waren. '

Schade, dass es bei einem dieser Meteoriten keinen echten Rückspulknopf gibt.