太阳系早期的疯狂日子:陨石中的陶瓷碎片提供了45亿年前的快照

年轻的太阳系

这位艺术家的概念说明了一个太阳系,这是我们自己的更年轻的版本。来自陨石的新证据表明,太阳的早期并不像以前认为一样安静。信贷:NASA / JPL-CALTECH的插图提供

分析芝加哥大学科学家们扭转了早期的发现,表明大温度波动。

嵌入陨石嵌入的陶瓷芯片的新分析表明,我们的太阳系的形成并不像我们曾经想过的那样安静和有序。

芝加哥大学科学家的一项新研究建立了证据,证明初生的太阳系很可能见证了剧烈的温度波动和不断变化的环境,这与几十年来太阳系在太阳形成后逐渐稳定冷却的理论相矛盾。

出版于2021年1月科学推进这项研究在来自外太空的礼物中找到了答案。由于地球上的岩石不断地被拉到构造板块之下,融化和重组,它们并不能提供足够的证据来证明45亿年前我们的太阳系是什么样子。相反,科学家们把目光投向陨石。

“这些陨石基本上是在芝加哥大学地球物理学系教授的行星中在太阳星云中的灰尘聚集在太阳星云中,”芝加哥大学和本文共同作者的教授。“他们是特定时间段发生的事情的快照。”

一种被称为碳质球粒陨石的特殊陨石通常布满了陶瓷材料,就像饼干里的巧克力碎片。这些薯片甚至比他们的饼干还要古老;它们被认为见证了太阳系最初的十万年。

陨石镶嵌岩石芯片

陨石的一个例子镶嵌着早期的岩石碎片。信用:礼貌胡等。

几十年来,科学家们已经分析了陨石试图了解早期太阳系的条件,可以提供关于行星所形成的线索的线索。(这个开创性的工作在20世纪的芝加哥大学都在芝加哥大学完成。)普遍的观点是太阳稳定地冷却,陶瓷芯片等物体由悄然凝结的太阳能气体形成。

但最近的一些其他发现让科学家们对这一观点提出了质疑,而新技术意味着我们现在有能力进行更为严格的研究。有了新技术,芝加哥大学的研究生Justin Hu试图以极高的精度分析陶瓷碎片的组成。

胡和道法斯想要测量芯片中不同同位素的数量,这可以告诉你芯片形成时气体的状况。利用道法斯起源实验室的复杂设备,包括该团队开发的一种独一无二的专利净化系统,胡测量了芯片内八种不同元素的同位素。

“他们没有我们期待的签名,”胡锦涛说,谁是这项研究的第一个作者。“结果表明,这些陶瓷夹杂物在形成时遇到的陶瓷夹杂物将超过1,600个开尔文 - 或约2,400度华氏温度- 多岁到数百年。“

这张照片表示一颗在很长一段时间内燃烧并波动的年轻明星,影响它周围的一切。

科学家们在其他太阳系的年轻恒星周围也观察到了这种极端的耀斑,但他们不确定这种情况是否也发生在我们自己的系统中。

“了解这些条件非常重要,因为它为行星的形成奠定了基础,”道法斯说。“它们可以告诉你形成太阳系行星组成的过程——例如,为什么地球和火星有不同的结构?”

另一位合著者安德鲁·m·戴维斯教授说:“这并不是第一个证据,证明我们的太阳的早期阶段是剧烈的,但是这些发现有丰富的内容,可以让我们更多地了解这发生的时间尺度,也就是很多很多天。”

戴维斯是一群Uchicago科学家,在20世纪70年代进行了关于类似陨石的第一个这样的研究。“贾斯汀现在已经证明了主要过程是蒸发,而不是冷凝,”他说。“从很久以前的思想看到我们的想法是一部分正确的,也很令人满意,但也可以看到他们以一种非常优雅和量化的方式证明了错误。”

Reference: “Heating events in the nascent solar system recorded by rare earth element isotopic fractionation in refractory inclusions” by J. Y. Hu, N. Dauphas, F. L. H. Tissot, R. Yokochi, T. J. Ireland, Z. Zhang, A. M. Davis, F. J. Ciesla, L. Grossman, B. L. A. Charlier, M. Roskosz, E. E. Alp, M. Y. Hu and J. Zhao, 6 January 2021,科学推进
DOI:10.1126 / sciadv.abc2962

该研究的其他几位合著者来自芝加哥大学地球物理科学系:研究生Francois Tissot(现就职于加州理工学院)和James Zhang,博士后研究员Thomas Ireland(现就职于波士顿大学),研究副教授Reika Yokochi, Fred Ciesla教授和名誉教授Lawrence Grossman。

其他共同作者是迈克尔Y.胡同胡同赵泽,与法国的Pierre和Marie Curie大学Mathieu Roskosz,与惠灵顿维多利亚大学的布鲁斯查理。罗伯特A.Pritzker常规和野外博物馆的极地研究中心提供陨石样品。

资金:美国国家航空航天局,国家科学基金会

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