Régalez vos yeux de certains des premiers matériaux du système solaire: le noyau rose comprend de la mélilite, du spinelle et de la pérovskite. Le bord multicolore contient de l'hibonite, de la pérovskite, du spinelle, de la mélilite / sodalite, du pyroxène et de l'olivine. Ce gros plan révèle une partie d'un morceau de météorite de la taille d'un pois, une inclusion riche en calcium-aluminium, formée lorsque les planètes de notre système solaire étaient encore des grains de poussière tourbillonnant autour du soleil - et il peut raconter une première partie de l'histoire à propos de ce qui s'est passé ensuite.
Les météorites intriguent les scientifiques de l'espace depuis plus de 100 ans car elles contiennent des minéraux qui ne peuvent se former que dans des environnements froids, ainsi que des minéraux qui ont été modifiés par des environnements chauds. Les chondrites carbonées, en particulier, contiennent des chondres millimétriques et des inclusions riches en calcium-aluminium jusqu'à un centimètre, comme celle illustrée ci-dessus, qui étaient autrefois chauffées au point de fusion puis soudées ensemble avec de la poussière d'espace froid.
"Ces météorites primitives sont comme des capsules temporelles, contenant les matériaux les plus primitifs de notre système solaire", a déclaré Justin Simon, chercheur en astromatériaux au Johnson Space Center de la NASA à Houston, qui a dirigé la nouvelle étude. «Les CAI sont parmi les composants de météorite les plus intéressants. Ils ont enregistré l'histoire du système solaire avant la formation des planètes et ont été les premiers solides à se condenser hors de la nébuleuse gazeuse entourant notre protosun. »
Pour le nouveau papier, qui apparaît dans Science aujourd'hui, Simon et ses collègues ont effectué une analyse par microsonde pour mesurer les variations isotopiques de l'oxygène dans les couches micrométriques du cœur et des couches extérieures du grain ancien, estimées à 4,57 milliards d'années.
On pense que toutes ces inclusions riches en calcium-aluminium, ou CAI, sont originaires du protosun, qui a enrichi le gaz nébulaire avec l'isotope oxygène-16. Dans l'inclusion analysée pour la nouvelle étude, il a été constaté que l'abondance d'oxygène-16 diminue vers l'extérieur depuis le centre du noyau, ce qui suggère qu'il s'est formé dans le système solaire interne, où l'oxygène-16 était plus abondant, mais s'est ensuite éloigné de le soleil et l'oxygène-16 perdu dans les environs 16Gaz pauvre en O.
Simon et ses collègues proposent que la formation initiale de la jante aurait pu se produire lorsque les inclusions sont retombées dans le plan médian du disque, indiqué par le chemin en pointillé A ci-dessus; lorsqu'ils ont migré vers l'extérieur dans le plan du disque, représenté par le chemin B; et / ou lorsqu'ils sont entrés dans des ondes à haute densité (c'est-à-dire des ondes de choc). Les ondes de choc seraient une source raisonnable de 16Gaz pauvre en O, abondance accrue de poussières et chauffage thermique. La première couche minérale à l'extérieur du noyau contenait plus d'oxygène-16, ce qui signifie que le grain était par la suite retourné dans le système solaire interne. Les couches du bord extérieur avaient des compositions isotopiques variables, mais indiquent en général qu'elles se sont également formées plus près du soleil et / ou dans des régions où elles étaient moins exposées au soleil. 16Gaz pauvre en O à partir duquel les planètes terrestres se sont formées.
Les chercheurs interprètent ces résultats comme une preuve que les grains de poussière ont voyagé sur de grandes distances alors que la nébuleuse protoplanétaire tourbillonnante se condensait en planètes. Le grain de poussière unique qu'ils ont étudié semble s'être formé dans l'environnement chaud du soleil, peut avoir été jeté hors du plan du système solaire pour retomber dans la ceinture d'astéroïdes et finalement recirculer vers le soleil.
Cette odyssée est cohérente avec certaines théories sur la façon dont les grains de poussière se sont formés dans la première nébuleuse protoplanétaire, ou propylide, finissant par ensemencer la formation de planètes.
La théorie la plus populaire expliquant la composition des chrondrules et des CAI est peut-être la théorie dite du vent X proposée par l'ancien astronome de l'UC Berkeley Frank Shu. Shu a décrit le premier disque protoplanétaire comme une machine à laver, les puissants champs magnétiques du soleil agitant le gaz et la poussière et jetant les grains de poussière formés près du soleil hors du disque.
Une fois expulsés du disque, les grains ont été poussés vers l'extérieur pour tomber comme la pluie dans le système solaire externe. Ces grains, à la fois des chondres chauffées par flash et des CAI chauffés lentement, ont finalement été incorporés avec de la poussière non chauffée dans les astéroïdes et les planètes.
"Il y a des problèmes avec les détails de ce modèle, mais c'est un cadre utile pour essayer de comprendre comment le matériau formé à l'origine près du soleil peut se retrouver dans la ceinture d'astéroïdes", a déclaré le co-auteur Ian Hutcheon, directeur adjoint du Lawrence Livermore National Laboratory's. Institut Glenn T. Seaborg.
En ce qui concerne les planètes d'aujourd'hui, le grain probablement formé à l'intérieur de l'orbite de Mercure, s'est déplacé vers l'extérieur à travers la région de formation de la planète jusqu'à la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter, puis s'est de nouveau dirigé vers le soleil.
"Il peut avoir suivi une trajectoire similaire à celle suggérée dans le modèle X-wind", a déclaré Hutcheon. "Bien qu'après que le grain de poussière soit sorti vers la ceinture d'astéroïdes ou au-delà, il a dû retrouver son chemin. C'est quelque chose dont le modèle X-wind ne parle pas du tout."
Simon prévoit de s'ouvrir et de sonder d'autres CAI pour déterminer si ce CAI particulier (appelé A37) est unique ou typique.
La source: Science et un communiqué de presse de l'Université de Californie à Berkeley.
