Tenký řez meteoritem pod mikroskopem. Různé barvy představují různé minerály, protože světlo jimi prochází různými způsoby. Kulaté minerální agregáty jsou chondruly, které jsou hlavní složkou primitivních meteoritů. Kredit: Nicole Xike Nie
Nová práce odhaluje, že pozemský draslík dorazil meteoritickou doručovací službou.
Pozemský draslík dorazil meteoritickou doručovací službou nalezl nový výzkum vedený Nicole Nie a Da Wangem z Carnegie. Jejich práce, publikovaná 26. ledna v časopise Věda, ukazuje, že některé primitivní meteority obsahují odlišnou směs izotopů draslíku než ty, které se nacházejí v jiných, chemicky zpracovaných meteoritech. Tyto výsledky mohou pomoci objasnit procesy, které formovaly naši sluneční soustavu a určovaly složení jejích planet.
"Extrémní podmínky, které se nacházejí v nitru hvězd, umožňují hvězdám vyrábět prvky pomocí jaderné fúze," vysvětlil Nie, bývalý Carnegie postdoc nyní v Caltech. "Každá hvězdná generace zasévá surovinu, ze které se rodí další generace, a my můžeme sledovat historii tohoto materiálu v průběhu času."
Část materiálu produkovaného v nitru hvězd může být vyvržena do vesmíru, kde se hromadí jako oblak plynu a prachu. Před více než 4.5 miliardami let se jeden takový mrak zhroutil do sebe a vytvořil naše Slunce.
Zbytky tohoto procesu vytvořily kolem novorozené hvězdy rotující disk. Nakonec se z těchto zbytků spojily planety a další objekty sluneční soustavy, včetně mateřských těl, která se později rozpadla na asteroidy a meteority.
„Studiem variací v izotopových záznamech uchovaných v meteoritech můžeme vysledovat zdrojové materiály, ze kterých se zformovaly, a vytvořit geochemickou časovou osu vývoje naší sluneční soustavy,“ dodal Wang, který nyní působí na Chengdu University of Technology.
Tenký řez meteoritem pod mikroskopem s chondrulou se složitými texturami. Chondruly patří mezi nejstarší materiály ve sluneční soustavě. Kredit: Nicole Xike Nie
Každý prvek obsahuje jedinečný počet protonů, ale jeho izotopy mají různý počet neutronů. Rozložení různých izotopů stejného prvku v celé Sluneční soustavě je odrazem složení oblaku materiálu, ze kterého se zrodilo Slunce. Mnoho hvězd přispělo k tomuto takzvanému slunečnímu molekulárnímu mraku, ale jejich příspěvky nebyly jednotné, což lze určit studiem izotopového obsahu meteoritů.
Wang a Nie – spolu s kolegy z Carnegie Anat Shahar, Zachary Torrano, Richard Carlson a Conel Alexander – měřili poměry tří izotopů draslíku ve vzorcích z 32 různých meteoritů.
Draslík je obzvláště zajímavý, protože je to to, co se nazývá mírně těkavý prvek, který je pojmenován pro relativně nízké body varu, které způsobují, že se poměrně snadno odpařují. V důsledku toho je náročné hledat vzory, které v izotopových poměrech těkavých látek předcházejí Slunci – prostě nezůstanou v horkých podmínkách vzniku hvězd dostatečně dlouho, aby si udržely snadno čitelný záznam.
"Pomocí velmi citlivých a vhodných přístrojů jsme však našli vzory v distribuci našich izotopů draslíku, které byly zděděny z předslunečních materiálů a lišily se mezi typy meteoritů," řekl Nie.
Zjistili, že některé z nejprimitivnějších meteoritů nazývaných uhlíkaté chondrity, které se vytvořily ve vnější sluneční soustavě, obsahovaly více izotopů draslíku, které byly produkovány obrovskými hvězdnými explozemi, nazývanými supernovy. Zatímco jiné meteority – ty, které se nejčastěji řítí k Zemi, nazývané neuhlíkové chondrity – obsahují stejné poměry izotopů draslíku, jaké lze vidět na naší domovské planetě a jinde ve vnitřní sluneční soustavě.
"To nám říká, že podobně jako u špatně promíchaného těsta na koláče neexistovala rovnoměrná distribuce materiálů mezi vnějšími oblastmi Sluneční soustavy, kde se vytvořily uhlíkaté chondrity, a vnitřní sluneční soustavou, kde žijeme," uzavřel Shahar.
Po celá léta, Carnegie Earth a planetární vědci pracovali na odhalení původu těkavých prvků Země. Některé z těchto prvků sem mohly být transportovány celou cestou z vnější sluneční soustavy na hřbetech uhlíkatých chondritů. Protože však vzor předsolárních izotopů draslíku nalezených v nekarbonových chondritech odpovídal vzoru pozorovanému na Zemi, jsou tyto meteority pravděpodobným zdrojem draslíku naší planety.
„Teprve nedávno vědci zpochybnili kdysi dávno zažité přesvědčení, že podmínky ve sluneční mlhovině, která zrodila naše Slunce, byly dostatečně horké, aby spálily všechny těkavé prvky,“ dodal Shahar. "Tento výzkum poskytuje čerstvé důkazy, že těkavé látky by mohly přežít formování Slunce."
Je zapotřebí dalšího výzkumu, abychom tyto nové poznatky aplikovali na naše modely formování planet a zjistili, zda to upraví nějaké zažité názory na to, jak Země a její sousedé vznikla.
Odkaz: „Meteority zdědily nukleosyntetické anomálie draslíku-40 produkované v supernovách“ od Nicole X. Nie, Da Wang, Zachary A. Torrano, Richard W. Carlson, Conel M. O'D. Alexander a Anat Shahar, 26. ledna 2023, Věda.
DOI: 10.1126/science.abn1783
Tato práce byla podpořena a
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>stipendium NASA NESSF, postdoktorandská stipendia Carnegie a postdoktorand Carnegie × Postdoc (P2) osivo grant.
