Bild https://www.mps.mpg.de Precis utanför Jupiters bana bildades ett ringformat område med högt gastryck. I denna mycket dammiga miljö kunde planeter börja bildas med varierande sammansättning under flera miljoner år. © MPS / hormesdesign.de
Forskarna vid Max Planck-institutet fokuserade specifikt på perioden mellan ungefär två till fyra miljoner år efter solsystemets uppkomst. Vid denna tidpunkt hade Jupiter redan samlat (genom gravitationen från Jupiter) all materia i sin närhet och det blivit ett glapp i gas- och dammskivan längs Jupiters bana. Enligt nuvarande förståelse bildades ett ringformat område med förhöjt gastryck precis utanför dess bana. Detta ledde till att mycket damm samlades till små klumpar av materia (småstenar). Det var redan känt att småsten kunde växa till planetesimaler (första stadiet i planetbildning) i en sådan koncentrerad dammig miljö i ett mycket tidigt skede. Det var dock oklart om denna process under långa tidsperioder kunde producera objekt med mycket olika sammansättningar. Den nya studien visar dock att olika populationer av planetesimaler kan bildas i dammrik miljö om det sker under miljontals år. Resultaten visar därmed för första gången en koppling till specifika grupper av meteoriter. "För första gången har vi lyckats reproducera resultaten av laboratoriestudier av meteoriter med datorsimuleringar av det tidiga solsystemet. Meteoriterna fungerar, så att säga, som en referenspunkt för teorier om planetbildning", beskriver MPS-direktören och kosmokemisten Thorsten Kleine.
Meteoriter är stenblock (meteor eller asteroider) från rymden som har kraschat ner på jorden. De flesta av dem är fragment av planetesimaler och har knappt förändrats sedan de bildades. Kolhaltiga kondriter (stenmeteoriter, som inte har förändrats genom nedsmältning eller planetär differentiering i sin ursprunliga materia. Kondriter är den vanligaste typen av meteorit och skiljer sig från järnmeteoriter genom sin låga halt av järn och nickel) är rika på kol, har sannolikt bildats utanför Jupiters bana just under den ovan beskrivna tidsperioden vilket laboratoriestudier antyder. Baserat på ålder och sammansättning skiljer forskarna på sex grupper av kolhaltiga kondriter. Medan vissa nästan uteslutande består av finkornigt material och smulas sönder vid minsta beröring är andra betydligt mer robusta. Inbäddade i det finkorniga materialet innehåller inneslutningar av annan materia som är synlig för blotta ögat i varierande proportioner.
I sina datorsimuleringar kunde forskarna återskapa ålder och sammansättning av de sex grupperna av kolhaltiga kondriter. I beräkningarna motsvarar det finkorniga materialet och inneslutningarna två typer av material som fanns i det tidiga solsystemet: ömtåligt, smuligt damm och små klumpar av mer stabilt material. De senare hade bildats i början av solsystemet på vissa platser under värmepåverkan och sedan spridit sig i solsystemet. Med tiden, som ett resultat av alla dessa effekter, ackumuleras båda typerna av materia i varierande proportioner i området utanför Jupiters bana vilket skapar förutsättningar för bildandet av tydligt särskiljbara generationer av planetesimaler (och slutligen meteoriter). Under de första 500 000 åren minskar andelen smuligt material initialt, för att sedan öka under de kommande miljonerna år. Därefter uppstår två distinkta populationer av planetesimaler, bestående nästan uteslutande av smulig eller stabila objekt
Baserat på sina beräkningar tror forskarna att meteorittyper av andra slag än kolhaltiga kondriter i ett tidigare skede också kan ha bildats i dammhöljet bortom Jupiter. 'Det finns starka bevis för att denna rikt dammiga plats var planetesimalernas föredragna plats i vårt solsystem,' beskriver Joanna Drążkowska Chef för Lise Meitner Group på Max Planck-institutet.studie. Studien är publicerad i tidskriften The Astrophysical Journal.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar