ASTRONOMIA: La luce ultravioletta illumina le origini del sistema solare.
Nel tentativo di scoprire le origini di un’universo che ci vede coinvolti in prima linea, un team internazionale di ricercatori, tra cui lo scienziato planetario e cosmochimico James Lyons dell’Arizona State University, ha confrontato la composizione del Sole con la composizione dei materiali più antichi che si sono formati nel nostro sistema solare: inclusioni refrattarie in meteoriti non metamorfosati.
Analizzando gli isotopi dell’ossigeno (varietà di un elemento che ha alcuni neutroni in più) di queste inclusioni refrattarie, il team di ricerca determina che le differenze di composizione tra il Sole, i pianeti e altri materiali del sistema solare sono ereditate dalla nube molecolare protosolare che esisteva già prima del sistema solare. I risultati del loro studio sono stati recentemente pubblicati su Science Advances.
“È stato recentemente dimostrato che le variazioni nella composizione isotopica di molti elementi del nostro sistema solare sono state ereditate dalla nube molecolare protosolare”. Ha detto l’autore principale Alexander Krot, dell’Università delle Hawaii. “Il nostro studio rivela che l’ossigeno non fa eccezione”.
Le origini del sistema solare: nube molecolare o nebulosa solare?
Quando gli scienziati confrontano gli isotopi dell’ossigeno 16, 17 e 18, osservano differenze significative tra la Terra e il Sole.
Si ritiene che ciò sia dovuto all’elaborazione con la luce ultravioletta del monossido di carbonio; che si scompone portando ad un grande cambiamento nei rapporti degli isotopi di ossigeno nell’acqua. I pianeti sono formati da polvere che eredita i rapporti isotopici dell’ossigeno modificati attraverso le interazioni con l’acqua.
Quello che gli scienziati non hanno ancora compreso è se l’elaborazione ultravioletta si è verificata nella nube molecolare madre che è collassata per formare il sistema proto-solare, o più tardi nella nube di gas e polvere da cui si sono formati i pianeti, chiamata nebulosa solare.
Per determinare questo, il team di ricerca si è rivolto al componente più antico dei meteoriti, chiamato inclusioni di calcio-alluminio (CAI). Hanno usato una microsonda ionica. Immagini a retrodiffusione di elettroni e analisi elementari a raggi X; questo presso l’Istituto di Geofisica e Planetologia dell’Università delle Hawaii per analizzare attentamente le CAI.
Hanno poi incorporato un secondo sistema di isotopi (isotopi di alluminio e magnesio) per limitare l’età dei CAI; rendendo il collegamento, per la prima volta, tra l’abbondanza di isotopi di ossigeno e la massa 26 degli isotopi di alluminio.
Da questi isotopi di alluminio e magnesio, hanno concluso che i CAI si sono formati circa 10.000 – 20.000 anni dopo il collasso della nube molecolare genitrice.
“Questo è estremamente precoce nella storia del sistema solare”. Rileva Lyons, che è un professore associato di ricerca presso la Scuola di Esplorazione della Terra e dello Spazio dell’ASU. “Così precoce che non ci sarebbe stato abbastanza tempo per alterare gli isotopi dell’ossigeno nella nebulosa solare”.
Conclusione
Sebbene siano necessarie ulteriori misurazioni e lavori di modellazione per valutare appieno le implicazioni di questi risultati, essi hanno ripercussioni sull’inventario dei composti organici disponibili durante il sistema solare; e successivamente, sulla formazione di pianeti e asteroidi.
“Qualsiasi vincolo sulla quantità di trattamento ultravioletto del materiale nella nebulosa solare o nella nube molecolare madre è essenziale per comprendere l’inventario dei composti organici che portano alla vita sulla Terra”. Conclude Lyons.
