İlkel Göktaşlarının İzotop Analizi, Güneş Sisteminin “Zayıf Karıştırılmış Kek Hamurundan” Oluştuğunu Ortaya Çıkardı

Mikroskop altında ince bir göktaşı kesiti. Farklı renkler farklı mineralleri temsil eder, çünkü ışık içlerinden farklı şekillerde geçer. Yuvarlak mineral kümeleri, ilkel göktaşlarında önemli bir bileşen olan kondrüllerdir. Kredi: Nicole Xike Nie

Yeni çalışma, Dünya’nın potasyumunun göktaşı dağıtım hizmetiyle ulaştığını ortaya koyuyor.

Dünya’nın potasyumunun göktaşı dağıtım hizmetiyle ulaştığı ortaya çıktı, Carnegie’s liderliğindeki yeni araştırma ortaya çıktı Nicole Nie ve Da Wang. Science dergisinde 26 Ocak’ta yayınlanan çalışmaları, bazı ilkel göktaşlarının, daha kimyasal olarak işlenmiş diğer göktaşlarında bulunanlardan farklı bir potasyum izotop karışımı içerdiğini gösteriyor. Bu sonuçlar, Güneş Sistemimizi şekillendiren ve gezegenlerin bileşimini belirleyen süreçleri aydınlatmaya yardımcı olabilir.

Eski bir Carnegie olan Nie, “Yıldızların içlerinde bulunan aşırı koşullar, yıldızların nükleer füzyon kullanarak elementler üretmesini sağlıyor” dedi. şimdi Caltech’te postdoc. “Her yıldız nesli, sonraki nesillerin doğduğu ham maddeyi tohumlar ve bu malzemenin zaman içindeki geçmişini takip edebiliriz.”

Yıldızların iç kısımlarında üretilen maddelerin bir kısmı uzaya fırlatılabilir, bir gaz ve toz bulutu olarak biriktiği yerde. 4,5 milyar yıldan daha uzun bir süre önce, böyle bir bulut kendi üzerine çökerek Güneşimizi oluşturdu.

Bu sürecin kalıntıları, yeni doğan yıldızın etrafında dönen bir disk oluşturdu. Sonunda gezegenler ve diğer Güneş Sistemi nesneleri, daha sonra parçalanarak asteroitler ve göktaşları haline gelen ana gövdeler de dahil olmak üzere, bu artıklardan bir araya geldi.

“Metetaşlarında korunan izotopik kayıttaki varyasyonları inceleyerek, şu anda Chengdu Teknoloji Üniversitesi’nde görev yapan Wang, “Mikroskop altında ince bir göktaşı kesiti,” diye ekledi. karmaşık dokulara sahip bir kondrül içerir. Chondrules, Güneş Sistemindeki en eski malzemeler arasındadır. Kredi: Nicole Xike Nie

Her element benzersiz sayıda proton içerir, ancak izotoplarının farklı sayıda nötronu vardır. Aynı elementin farklı izotoplarının Güneş Sistemi boyunca dağılımı, Güneş’in doğduğu madde bulutunun yapısının bir yansımasıdır. Bu sözde güneş moleküler bulutuna birçok yıldız katkıda bulundu, ancak katkıları tekdüze değildi; bu, göktaşlarının izotopik içeriği incelenerek belirlenebilir.

Wang ve Nie—Carnegie’deki meslektaşları Anat Shahar, Zachary Torrano ile birlikte , Richard Carlson ve Conel Alexander—32 farklı meteordan alınan örneklerde üç potasyum izotopunun oranlarını ölçtüler.

Potasyum özellikle ilginçtir çünkü nispeten düşük kaynama noktalarına sahip olmasıyla adlandırılan, orta derecede uçucu bir elementtir. bu da oldukça kolay buharlaşmalarına neden olur. Sonuç olarak, uçucuların izotopik oranlarında Güneş’ten önce gelen kalıpları aramak zordur; bunlar sıcak yıldız oluşum koşullarında kolayca okunabilir bir kayıt tutacak kadar uzun süre kalmazlar.

Nie, “Ancak, çok hassas ve uygun aletler kullanarak, güneş öncesi malzemelerden miras kalan ve göktaşı türleri arasında farklılık gösteren potasyum izotoplarımızın dağılımında modeller bulduk” dedi.

Dış Güneş Sisteminde oluşan, karbonlu kondritler adı verilen en ilkel göktaşlarından bazılarının, süpernova adı verilen büyük yıldız patlamaları tarafından üretilen daha fazla potasyum izotopu içerdiğini buldular. Oysa diğer göktaşları (Dünya’ya en sık çarpanlar, karbonsuz kondritler olarak adlandırılırlar), ana gezegenimizde ve iç Güneş Sisteminin başka yerlerinde görülenle aynı potasyum izotop oranlarını içerir.

“Bu bize şunu söylüyor, örneğin Shahar sözlerini şöyle tamamladı: Yeterince karıştırılmamış bir kek hamuru, karbonlu kondritlerin oluştuğu Güneş Sisteminin dış bölgeleri ile yaşadığımız iç Güneş Sistemi arasında eşit bir malzeme dağılımına sahip değildi. Yıllar boyunca, Carnegie Earth ve gezegen bilimcileri, Dünya’nın uçucu elementlerinin kökenlerini ortaya çıkarmak için çalıştılar. Bu elementlerin bir kısmı dış Güneş Sisteminden buraya kadar karbonlu kondritlerin sırtlarında taşınmış olabilir. Bununla birlikte, karbonlu olmayan kondritlerde bulunan güneş öncesi potasyum izotoplarının modeli Dünya’da görülenle eşleştiğinden, bu göktaşları gezegenimizin potasyumunun muhtemel kaynağıdır.

“Bilim adamları yalnızca son zamanlarda bir kez meydan okudular Shahar, “Güneşimizi doğuran güneş nebulasındaki koşulların tüm uçucu elementleri yakacak kadar sıcak olduğuna dair uzun süredir devam eden bir inanç var” diye ekledi. “Bu araştırma, uçucuların Güneş’in oluşumundan sağ çıkabileceğine dair yeni kanıtlar sağlıyor.”

Bu yeni bilgiyi gezegen oluşumu modellerimize uygulamak ve Dünya ile Dünya’nın nasıl oluştuğuna dair uzun süredir sahip olduğumuz inançları düzeltip düzeltmediğini görmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç var. komşuları ortaya çıktı.

Referans: “Meteoritler, süpernovalarda üretilen potasyum-40’ın nükleosentetik anormalliklerini miras almıştır”, yazan Nicole X. Nie, Da Wang, Zachary A. Torrano, Richard W. Carlson, Conel M. O’D. Alexander ve Anat Shahar, 26 Ocak 2023, Science.
DOI: 10.1126/science.abn1783

Bu çalışma bir NASA NESSF bursu, Carnegie doktora sonrası bursu ve bir Carnegie tarafından desteklenmiştir. Doktora Sonrası × Doktora Sonrası (P2) başlangıç ​​hibesi.