Železné meteority odhalují tvar naší dětské Sluneční soustavy

Formování Sluneční soustavy zahrnovalo akreci plynu a prachu do protoplanetárního disku, přičemž meteority poskytují klíčové poznatky o jeho raném složení. Objev žáruvzdorných kovů v meteoritech vnějších disků je v rozporu s předchozími modely, což ukazuje na složitější strukturu disku ovlivněnou gravitací Jupitera, která pomohla tyto kovy zachytit.

Fragmenty z raného vesmíru pomáhají odhalit záhadu zrození Sluneční soustavy. Železné meteority jsou zbytky kovových jader nejstarších asteroidů ve Sluneční soustavě. Obsahují žáruvzdorné kovy, jako je iridium a platina, které vznikly v blízkosti Slunce, ale byly transportovány do vnější oblasti Sluneční soustavy.

Nový výzkum ukazuje, že aby k tomu došlo, musel mít protoplanetární disk Sluneční soustavy tvar koblihy, protože žáruvzdorné kovy nemohly překonat velké mezery v terčovitém disku soustředných prstenců. Dokument naznačuje, že tyto kovy se pohybovaly směrem ven, jak se protoplanetární disk rychle rozpínal, a byly zachyceny Jupiterem ve vnější Sluneční soustavě.

Počátky Sluneční soustavy

Před čtyřmi a půl miliardami let byla Sluneční soustava oblakem plynu a prachu vířícím kolem Slunce, dokud plyn nezačal kondenzovat a akreovat spolu s prachem a vytvářet asteroidy a planety. Jak tato vesmírná školka, známá jako protoplanetární disk, vypadala a jak byla strukturována? Astronomové mohou pomocí teleskopů „vidět“ protoplanetární disky daleko od naší mnohem vyspělejší Sluneční soustavy, ale je nemožné pozorovat, jak by ten náš mohl vypadat v plenkách.

Meteorické stopy k počátkům Slunce

Naštěstí z vesmíru se zachovalo několik vodítek – fragmenty objektů, které se zformovaly na počátku historie Sluneční soustavy a pronikly zemskou atmosférou; nazýváme je meteority. Složení meteoritů vypráví příběhy o zrodu Sluneční soustavy, ale tyto příběhy často vyvolávají více otázek než odpovědí.

V článku publikovaném v Proceedings of the National Academy of Sciences tým planetárních vědců z University of California, Los Angeles (UCLA) a Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory uvádí, že žáruvzdorné kovy, jako je iridium a platina, které kondenzují při vysokých teplotách, byly hojnější v meteoritech vytvořených ve vnějším disku, který byl studený a daleko od Slunce. Tyto kovy měly vzniknout blízko Slunce, kde byla mnohem vyšší teplota. Existovala cesta, která přesunula tyto kovy z vnitřního disku na vnější?

Rané meteority a planetární formace

Většina meteoritů vznikla během prvních několika milionů let historie Sluneční soustavy. Některé meteority, zvané chondrity, jsou neroztavené konglomeráty zrn a prachu, které zbyly po formování planet. Jiné meteority zažily dost tepla na tání, zatímco se formovaly jejich mateřské asteroidy. Když se tyto asteroidy roztavily, silikátová část a kovová část se oddělily kvůli rozdílům v hustotě, podobně jako se nesmíchají voda a olej.

Dnes se většina asteroidů nachází v širokém pásu mezi planetami Mars a Jupiter. Vědci se domnívají, že gravitace Jupitera narušila dráhu těchto asteroidů, což způsobilo, že mnohé z nich do sebe narazily a rozpadly se. Když kusy těchto asteroidů dopadnou na Zemi, nazývají se meteority.

Neobvyklá cesta žáruvzdorných kovů

Železné meteority pocházejí z kovových jader nejstarších asteroidů, starších než jakékoliv jiné horniny nebo tělesa ve Sluneční soustavě. Kovy obsahují izotopy molybdenu, které směřují k mnoha různým místům napříč protoplanetárním diskem, ve kterém se tyto meteority vytvořily. To umožňuje vědcům zjistit, jaké bylo chemické složení disku v jeho počátcích.

Předchozí výzkum pomocí radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submilimeter Array) v Chile našel kolem jiných hvězd mnoho disků, které připomínají soustředné prstence, jako terč na šipky. Prstence těchto planetárních disků, jako je například  HL Tau, jsou odděleny fyzickými mezerami, takže tento druh disku nemůže poskytnout cestu k transportu těchto žáruvzdorných kovů z vnitřního disku do vnější oblasti.

Role Jupitera v odchytu kovů

Nový dokument tvrdí, že náš sluneční disk pravděpodobně na samém počátku neměl prstencovou strukturu. Místo toho planetární disk vypadal spíše jako kobliha a asteroidy s kovovými zrny bohatými na iridium a platinové kovy migrovaly do vnějšího disku, jak se rychle rozpínal. To ale výzkumníky postavilo před další hádanku. Po expanzi disku měla gravitace stáhnout tyto kovy zpět do Slunce. To se ale nestalo.

Poznatky z železných meteoritů

„Jakmile se zformoval Jupiter, velmi pravděpodobně otevřel fyzickou mezeru, která zachytila kovy iridia a platiny ve vnějším disku a zabránila jim spadnout do Slunce,“ řekl první autor Bidong Zhang, planetární vědec z UCLA. „Tyto kovy byly později začleněny do asteroidů, které se vytvořily ve vnějším disku.“ To vysvětluje, proč meteority vytvořené ve vnějším disku – uhlíkaté chondrity a železné meteority uhlíkatého typu – mají mnohem vyšší obsah iridia a platiny než jejich protějšky ve vnitřním disku.

Zhang a jeho spolupracovníci již dříve použili železné meteority k rekonstrukci toho, jak byla voda distribuována v protoplanetárním disku.

„Železné meteority jsou skryté drahokamy. Čím více se dozvídáme o železných meteoritech, tím více odhalují záhadu zrodu naší Sluneční soustavy,“ řekl Zhang.

Zdroj: https://scitechdaily.com/dartboard-or-doughnut-iron-meteorites-reveal-shape-of-our-infant-solar-system/

autor: František Martinek