Η Γη πιστεύεται ότι σχηματίστηκε εν μέρει από ανθρακούχους μετεωρίτες, οι οποίοι πιστεύεται ότι προέρχονται από εξωτερικούς αστεροειδείς της κύριας ζώνης. Τηλεσκοπικές παρατηρήσεις εξωτερικών αστεροειδών της κύριας ζώνης υποδηλώνουν ότι σχηματίστηκαν με πάγο αμμωνίας, ο οποίος είναι σταθερός μόνο σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Μια νέα μελέτη υποδηλώνει ότι αυτά τα υλικά μπορεί να σχηματίστηκαν πολύ μακριά στο πρώιμο ηλιακό σύστημα και στη συνέχεια να μεταφέρθηκαν στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα μέσω χαοτικών διαδικασιών ανάμιξης.
Το ηλιακό μας σύστημα πιστεύεται ότι σχηματίστηκε από ένα νέφος αερίου και σκόνης, το λεγόμενο ηλιακό νεφέλωμα, το οποίο άρχισε να συμπυκνώνεται στον εαυτό του βαρυτικά ~ 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Καθώς αυτό το νέφος συστέλλεται, άρχισε να περιστρέφεται και να διαμορφώνεται σε δίσκο που περιστρέφεται γύρω από τη μάζα με τη μεγαλύτερη βαρύτητα στο κέντρο του, η οποία θα γινόταν ο Ήλιος μας. Το ηλιακό μας σύστημα κληρονόμησε όλη τη χημική του σύνθεση από ένα ή περισσότερα προηγούμενα αστέρια που εξερράγησαν ως υπερκαινοφανείς. Ο Ήλιος μας απορρόφησε ένα γενικό δείγμα αυτού του υλικού καθώς σχηματιζόταν, αλλά το εναπομείναν υλικό στο δίσκο άρχισε να μεταναστεύει με βάση την τάση του να παγώνει σε μια δεδομένη θερμοκρασία.
Καθώς ο Ήλιος έγινε αρκετά πυκνός ώστε να ξεκινήσει αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης και να γίνει αστέρας, μάζεψε ένα γενικό δείγμα αυτού του υλικού καθώς σχηματιζόταν, αλλά τα υπολείμματα στο δίσκο σχημάτισαν στερεά υλικά για να σχηματίσουν πλανητικά σώματα με βάση την τάση τους να παγώνουν σε δεδομένη θερμοκρασία. Καθώς ο Ήλιος ακτινοβολούσε τον περιβάλλοντα δίσκο, δημιούργησε μια θερμοβαθμίδα στο πρώιμο ηλιακό σύστημα. Για το λόγο αυτό, οι εσωτερικοί πλανήτες, ο Ερμής, η Αφροδίτη, η Γη και ο Άρης, αποτελούνται κυρίως από πετρώματα (που αποτελούνται κυρίως από βαρύτερα στοιχεία, όπως ο σίδηρος, το μαγνήσιο και το πυρίτιο), ενώ οι εξωτερικοί πλανήτες αποτελούνται κυρίως από ελαφρύτερα στοιχεία, κυρίως υδρογόνο, ήλιο, άνθρακα, άζωτο και οξυγόνο.
Η Γη πιστεύεται ότι σχηματίστηκε εν μέρει από ανθρακούχους μετεωρίτες, οι οποίοι πιστεύεται ότι προέρχονται από εξωτερικούς αστεροειδείς της κύριας ζώνης. Οι τηλεσκοπικές παρατηρήσεις των εξωτερικών αστεροειδών της κύριας ζώνης αποκαλύπτουν ένα κοινό χαρακτηριστικό ανάκλασης 3,1 ?m που υποδηλώνει ότι τα εξωτερικά τους στρώματα φιλοξενούν είτε πάγους νερού είτε αμμωνιακούς πηλούς, ή και τα δύο, οι οποίοι είναι σταθεροί μόνο σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Είναι ενδιαφέρον ότι, παρόλο που πολλές ενδείξεις υποδηλώνουν ότι οι ανθρακούχοι μετεωρίτες προέρχονται από τέτοιους αστεροειδείς, οι μετεωρίτες που έχουν ανακτηθεί στη Γη γενικά δεν έχουν αυτό το χαρακτηριστικό. Η ζώνη των αστεροειδών θέτει έτσι πολλά ερωτήματα για τους αστρονόμους και τους πλανητικούς επιστήμονες.
Μια νέα μελέτη με επικεφαλής ερευνητές του Earth-Life Science Institute (ELSI) του Tokyo Institute of Technology προτείνει ότι αυτά τα αστεροειδή υλικά μπορεί να σχηματίστηκαν πολύ μακριά στο πρώιμο ηλιακό σύστημα και στη συνέχεια να μεταφέρθηκαν στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα μέσω χαοτικών διαδικασιών ανάμιξης. Στη μελέτη αυτή, ένας συνδυασμός παρατηρήσεων αστεροειδών με το ιαπωνικό διαστημικό τηλεσκόπιο AKARI και θεωρητικής μοντελοποίησης των χημικών αντιδράσεων στους αστεροειδείς υποδηλώνει ότι τα επιφανειακά ορυκτά που υπάρχουν στους εξωτερικούς αστεροειδείς της κύριας ζώνης, ιδίως οι άργιλοι που περιέχουν αμμωνία (NH3), σχηματίζονται από αρχικά υλικά που περιέχουν πάγο NH3 και CO2 που είναι σταθερά μόνο σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες και σε συνθήκες πλούσιες σε νερό. Με βάση αυτά τα αποτελέσματα, η νέα αυτή μελέτη προτείνει ότι οι εξωτερικοί αστεροειδείς της κύριας ζώνης σχηματίστηκαν σε μακρινές τροχιές και διαφοροποιήθηκαν για να σχηματίσουν διαφορετικά ορυκτά σε μανδύες πλούσιους σε νερό και πυρήνες που κυριαρχούνται από πετρώματα.
Για να κατανοήσουν την πηγή των αποκλίσεων στα μετρούμενα φάσματα των ανθρακούχων μετεωριτών και αστεροειδών, χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις σε υπολογιστή, η ομάδα μοντελοποίησε τη χημική εξέλιξη διαφόρων πιθανών αρχέγονων μιγμάτων που σχεδιάστηκαν για να προσομοιώσουν τα αρχέγονα υλικά των αστεροειδών. Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν αυτά τα υπολογιστικά μοντέλα για να παράγουν προσομοιωμένα φάσματα ανάκλασης για σύγκριση με τα τηλεσκοπικά λαμβανόμενα.
Τα μοντέλα τους έδειξαν ότι για να ταιριάζουν με τα φάσματα των αστεροειδών, το αρχικό υλικό έπρεπε να περιέχει σημαντική ποσότητα νερού και αμμωνίας, σχετικά χαμηλή αφθονία CO2 και να αντιδρά σε θερμοκρασίες κάτω των 70 βαθμών Κελσίου, γεγονός που υποδηλώνει ότι οι αστεροειδείς σχηματίστηκαν πολύ πιο μακριά από τις σημερινές θέσεις τους στο πρώιμο ηλιακό σύστημα. Αντίθετα, η έλλειψη του χαρακτηριστικού 3,1 mm στους μετεωρίτες μπορεί να αποδοθεί σε αντίδραση πιθανώς βαθύτερα στο εσωτερικό των αστεροειδών, όπου οι θερμοκρασίες έφθασαν σε υψηλότερες τιμές, επομένως, οι ανακτηθέντες μετεωρίτες μπορεί να αποτελούν δείγμα βαθύτερων τμημάτων των αστεροειδών.
Αν αληθεύει, η μελέτη αυτή υποδηλώνει ότι ο σχηματισμός και οι μοναδικές ιδιότητες της Γης είναι αποτέλεσμα ιδιόμορφων πτυχών του σχηματισμού του ηλιακού συστήματος. Θα υπάρξουν αρκετές ευκαιρίες για να δοκιμαστεί αυτό το μοντέλο, για παράδειγμα, η μελέτη αυτή παρέχει προβλέψεις για το τι θα βρει η ανάλυση των επιστρεφόμενων δειγμάτων του Hayabusa 2. Αυτή η μακρινή προέλευση των αστεροειδών, αν είναι σωστή, προβλέπει ότι θα υπάρχουν αμμωνιακά άλατα και ορυκτά στα επιστρεφόμενα δείγματα του Hayabusa 2. Ένας περαιτέρω έλεγχος αυτού του μοντέλου θα γίνει από τις αναλύσεις των επιστρεφόμενων υλικών από την αποστολή OSIRIS-Rex της NASA.
Η μελέτη αυτή εξέτασε επίσης αν οι φυσικές και χημικές συνθήκες στους εξωτερικούς αστεροειδείς της κύριας ζώνης θα πρέπει να είναι ικανές να σχηματίσουν τα παρατηρούμενα ορυκτά. Η ψυχρή και μακρινή προέλευση των αστεροειδών που προτείνεται υποδηλώνει ότι θα πρέπει να υπάρχει σημαντική ομοιότητα μεταξύ αστεροειδών και κομητών και εγείρει ερωτήματα σχετικά με το πώς σχηματίστηκε καθένας από αυτούς τους τύπους σωμάτων.
Αυτή η μελέτη υποδηλώνει ότι τα υλικά που σχημάτισαν τη Γη μπορεί να σχηματίστηκαν πολύ μακριά στο πρώιμο ηλιακό σύστημα και στη συνέχεια να εισήλθαν κατά τη διάρκεια της ιδιαίτερα ταραχώδους πρώιμης ιστορίας του ηλιακού συστήματος. Πρόσφατες παρατηρήσεις πρωτοπλανητικών δίσκων από το Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) έχουν βρει πολλές δομές με δακτυλίους, οι οποίες πιστεύεται ότι αποτελούν άμεσες παρατηρήσεις του σχηματισμού πλανητικών σωματιδίων. Όπως συνοψίζει την εργασία ο επικεφαλής συγγραφέας Hiroyuki Kurokawa, "το αν ο σχηματισμός του ηλιακού μας συστήματος είναι ένα τυπικό αποτέλεσμα μένει να καθοριστεί, αλλά πολυάριθμες μετρήσεις υποδηλώνουν ότι ίσως μπορέσουμε σύντομα να τοποθετήσουμε την κοσμική μας ιστορία σε ένα πλαίσιο".
Ημ/νία καταχώρησης: 29/3/2022
[GR] Greek
[EN] English