מדענים מוצאים עדויות לכך שמערכת השמש המוקדמת טמעה פער בין האזורים הפנימיים והחיצוניים שלה: הגבול הקוסמי, שאולי נגרם על ידי צדק צעיר או רוח ממערכת השמש היוצאת, סביר שעיצב את הרכב כוכבי הלכת התינוקות.

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
X-ray_Promo1


במערכת השמש המוקדמת, "דיסק פרוט -פלנטרי" של אבק וגז הסתובב סביב השמש ובסופו של דבר התלכד לכוכבי הלכת שאנו מכירים כיום.

ניתוח חדש של מטאוריטים עתיקים על ידי מדענים ב- MIT ובמקומות אחרים מעלה כי קיים פער מסתורי בתוך הדיסק הזה לפני כ -4.567 מיליארד שנים, ליד המקום בו שוכנת חגורת האסטרואידים כיום.

תוצאות הקבוצה, המופיעות היום ב התקדמות מדעית, לספק הוכחות ישירות לפער זה.

"במהלך העשור האחרון, תצפיות הראו כי חללים, פערים וטבעות נפוצים בדיסקים סביב כוכבים צעירים אחרים", אומר בנימין וייס, פרופסור למדעי הפלנטה במחלקה למדעי כדור הארץ, האטמוספירה והפלנטרית של MIT (EAPS). "אלה חתימות חשובות אך לא מובנות של התהליכים הפיזיים שבאמצעותן הופכים גז ואבק לשמש ולכוכבי הלכת הצעירים."

כמו כן הסיבה לפער כזה במערכת השמש שלנו נשארת בגדר תעלומה. אפשרות אחת היא שייתכן כי צדק היה השפעה. ככל שהתגבשה ענקית הגז, משיכת הכבידה העצומה שלה הייתה יכולה לדחוף גז ואבק לעבר הפאתי, ולהשאיר אחריו פער בדיסק המתפתח.

הסבר נוסף קשור אולי לרוחות המגיחות מעל פני הדיסק. מערכות פלנטריות מוקדמות נשלטות על ידי שדות מגנטיים חזקים. כאשר שדות אלה מתקשרים עם דיסק מסתובב של גז ואבק, הם יכולים לייצר רוחות חזקות מספיק כדי לפוצץ חומרים החוצה, ולהשאיר אחריהם פער בדיסק.

ללא קשר למקורותיו, פער במערכת השמש המוקדמת שימש ככל הנראה גבול קוסמי, ושומר על חומרים משני צדיו מאינטראקציה. הפרדה פיזית זו הייתה יכולה לעצב את הרכב כוכבי הלכת של מערכת השמש. למשל, בצד הפנימי של הפער, גז ואבק התלכדו ככוכבי לכת יבשתיים, כולל כדור הארץ ומאדים, בעוד גז ואבק ירדו לצד הרחוק יותר של הפער שנוצר באזורים קרחים יותר, כמו צדק וענקי הגז השכנים שלו.

"זה די קשה לחצות את הפער הזה, וכוכב לכת יזדקק להרבה מומנט ומומנטום חיצוניים", אומרת הסופרת הראשית וסטודנטית בוגרת EAPS Cauê Borlina. "אם כן, זה מספק הוכחה לכך שהיווצרות כוכבי הלכת שלנו הוגבלה לאזורים ספציפיים במערכת השמש המוקדמת."

המחברים המשותפים של וייס ובורלינה כוללים את אדוארדו לימה, נילנג'אן צ'טז'י ואליאס מנסבאך מ- MIT, ג'יימס ברייסון מאוניברסיטת אוקספורד ושיו-נינג באי מאוניברסיטת צינגואהו.

פיצול בחלל

במהלך העשור האחרון, מדענים הבחינו בפיצול מוזר בהרכב המטאוריטים שעשו את דרכם לכדור הארץ. סלעי חלל אלה נוצרו במקור בזמנים ובמיקומים שונים כאשר מערכת השמש הלכה והתגבשה. אלה שנותחו מציגים אחד משני שילובי איזוטופים. לעיתים נדירות נמצאו מטאוריטים המציגים את שניהם – חידה הידועה בשם "דיכוטומיה איזוטופית".

מדענים הציעו שדיכוטומיה זו עשויה להיות תוצאה של פער בדיסק של מערכת השמש הקדומה, אך פער כזה לא אושר ישירות.

קבוצת וייס מנתחת מטאוריטים לאיתור סימנים של שדות מגנטיים עתיקים. כאשר מערכת פלנטרית צעירה לובשת צורה, היא נושאת עמה שדה מגנטי, שעוצמתו וכיוונו יכולים להשתנות בהתאם לתהליכים שונים בתוך הדיסק המתפתח. כאשר אבק עתיק נאסף לגרגירים המכונים כונדרולים, אלקטרונים בתוך כונדרות מיושרים עם השדה המגנטי בו הם נוצרו.

כונדרות יכולות להיות קטנות מקוטר שיער האדם, והן נמצאות כיום במטאוריטים. קבוצת וייס מתמחה במדידת כונדרות לזיהוי השדות המגנטיים העתיקים שבהם נוצרו במקור.

בעבודות קודמות, הקבוצה ניתחה דגימות מאחת משתי הקבוצות איזוטופיות של מטאוריטים, המכונים מטאוריטים לא פחמניים. סבורים כי סלעים אלה מקורם ב"מאגר ", או אזור במערכת השמש המוקדמת, קרוב יחסית לשמש. קבוצת וייס זיהתה בעבר את השדה המגנטי העתיק בדגימות מאזור קרוב זה.

חוסר התאמה של מטאוריטים

במחקר החדש שלהם תהו החוקרים האם השדה המגנטי יהיה זהה בקבוצת המטאוריטים האיזוטופיים "הפחמניים" השנייה, אשר על פי ההרכב האיזוטופי שלהם, נחשב שמקורם רחוק יותר במערכת השמש.

הם ניתחו כונדרות, כל אחת כ- 100 מיקרון, משני מטאוריטים פחמניים שהתגלו באנטארקטיקה. באמצעות מכשיר הפרעות קוונטיות מוליכות-על, או SQUID, מיקרוסקופ בעל דיוק גבוה במעבדת וייס, הצוות קבע את השדה המגנטי המקורי והעתיק של כל כונדרולה.

באופן מפתיע, הם גילו שחוזק השדה שלהם חזק מזה של המטאוריטים הלא פחמניים הקרובים יותר שהם מדדו בעבר. כשהמערכות הפלנטריות הצעירות הולכות ומתגבשות, המדענים מצפים שכוחו של השדה המגנטי צריך להידרדר עם המרחק מהשמש.

לעומת זאת, בורלינה ועמיתיו גילו שלכוסיות הרחוקות יש שדה מגנטי חזק יותר, של כ -100 מיקרוטסלס, בהשוואה לשדה של 50 מיקרוטסלס בכרוניות הקרובות יותר. לעיון, השדה המגנטי של כדור הארץ כיום הוא סביב 50 מיקרוטסלס.

השדה המגנטי של מערכת פלנטרית הוא מדד לקצב הצבירה שלה, או לכמות הגז והאבק שהיא יכולה לשאוב למרכז שלה לאורך זמן. בהתבסס על השדה המגנטי של התעלות הפחמניות, כנראה שהאזור החיצוני של מערכת השמש הצטבר במסה הרבה יותר מהאזור הפנימי.

באמצעות מודלים המדמים תרחישים שונים, הצוות הגיע למסקנה כי ההסבר הסביר ביותר לחוסר ההתאמה בשיעורי הצבירה הוא קיומו של פער בין האזורים הפנימיים והחיצוניים, שעלול היה להפחית את כמות הגז והאבק הזורמים לעבר השמש מהשמש. אזורים חיצוניים.

"פערים שכיחים במערכות פרו -פלנטריות, ועכשיו אנו מראים שהיה לנו אחד במערכת השמש שלנו", אומרת בורלינה. "זה נותן את התשובה לדיכוטומיה המוזרה הזו שאנו רואים במטאוריטים, ומספק עדות לכך שפערים משפיעים על הרכב כוכבי הלכת".

מחקר זה נתמך בחלקו על ידי נאס"א והקרן הלאומית למדע.

.



קישור לכתבת המקור – 2021-10-16 01:42:50

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר