Η ιδέα του καλλιτέχνη για τον πρωτοήλιο στο κέντρο του ηλιακού νεφελώματος. Πίστωση εικόνας: NASA Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Από χημικά αποτυπώματα που διατηρήθηκαν σε πρωτόγονους μετεωρίτες, οι επιστήμονες στο UCSD διαπίστωσαν ότι το καταρρέον νέφος αερίου που τελικά έγινε ο ήλιος μας έλαμπε έντονα κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του πρώτου υλικού στο ηλιακό σύστημα πριν από περισσότερα από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια.
Η ανακάλυψή τους, που περιγράφεται λεπτομερώς σε ένα έγγραφο που δημοσιεύεται στο τεύχος του Science στις 12 Αυγούστου, παρέχει την πρώτη πειστική απόδειξη ότι αυτό το ?protosun? έπαιξε σημαντικό ρόλο στη χημική διαμόρφωση του ηλιακού συστήματος εκπέμποντας αρκετή υπεριώδη ενέργεια για να καταλύσει το σχηματισμό οργανικών ενώσεων, νερού και άλλων ενώσεων απαραίτητων για την εξέλιξη της ζωής στη Γη.
Οι επιστήμονες έχουν από καιρό υποστηρίξει εάν οι χημικές ενώσεις που δημιουργήθηκαν στο πρώιμο ηλιακό σύστημα παρήχθησαν με τη βοήθεια της ενέργειας του πρώιμου ήλιου ή δημιουργήθηκαν με άλλα μέσα.
?Η βασική ερώτηση ήταν, ήταν ο ήλιος αναμμένος ή κλειστός;; λέει ο Mark H. Thiemens, κοσμήτορας του Τμήματος Φυσικών Επιστημών του UCSD και καθηγητής χημείας που ήταν επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας που διεξήγαγε τη μελέτη. ?Δεν υπάρχει τίποτα στο γεωλογικό αρχείο πριν από 4,55 δισεκατομμύρια χρόνια που θα μπορούσε να απαντήσει σε αυτό.
Vinai Rai, μεταδιδακτορικός συνεργάτης που εργάζεται στην Thiemens; εργαστήριο, βρήκε μια λύση, αναπτύσσοντας μια εξαιρετικά ευαίσθητη μέτρηση που θα μπορούσε να απαντήσει στην ερώτηση. Έψαξε για χημικά αποτυπώματα του ανέμου υψηλής ενέργειας που προερχόταν από τον πρωτοήλιο και παγιδεύτηκε στα ισότοπα ή μορφές σουλφιδίου που βρέθηκαν σε τέσσερις πρωτόγονες ομάδες μετεωριτών, τα παλαιότερα υπολείμματα του πρώιμου ηλιακού συστήματος. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι αυτός ο άνεμος φύσηξε την ύλη από τον πυρήνα του περιστρεφόμενου ηλιακού νεφελώματος στον δίσκο προσαύξησης που μοιάζει με τηγανίτα, την περιοχή στην οποία αργότερα σχηματίστηκαν οι μετεωρίτες, οι αστεροειδείς και οι πλανήτες.
Εφαρμόζοντας μια τεχνική που ανέπτυξε η Thiemens πριν από πέντε χρόνια για να αποκαλύψει λεπτομέρειες σχετικά με την πρώιμη ατμόσφαιρα της Γης από τις διακυμάνσεις στα ισότοπα οξυγόνου και θείου που είναι ενσωματωμένα σε αρχαίους βράχους, οι χημικοί του UCSD μπόρεσαν να συμπεράνουν από τα σουλφίδια στους μετεωρίτες την ένταση του ηλιακού ανέμου και , εξ ου και η ένταση του πρωτοηλίου. Στην εργασία τους καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι η ελαφρά περίσσεια ενός ισοτόπου θείου, ??S, στους μετεωρίτες έδειξε την παρουσία ?φωτοχημικών αντιδράσεων στο πρώιμο ηλιακό νεφέλωμα,? που σημαίνει ότι ο πρωτοήλιος έλαμπε αρκετά δυνατά για να προκαλέσει χημικές αντιδράσεις.
Αυτή η μέτρηση μας λέει για πρώτη φορά ότι ο ήλιος ήταν αναμμένος, ότι υπήρχε αρκετό υπεριώδες φως για να κάνουμε φωτοχημεία. λέει ο Θίμενς. ?Το να γνωρίζετε ότι αυτό συνέβη είναι μια τεράστια βοήθεια στην κατανόηση των διαδικασιών που σχημάτισαν ενώσεις στο πρώιμο ηλιακό σύστημα.
Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι το ηλιακό νεφέλωμα άρχισε να σχηματίζεται πριν από περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια όταν ένα νέφος διαστρικού αερίου και σκόνης διαταράχθηκε, πιθανώς από το ωστικό κύμα ενός μεγάλου αστέρα που εκρήγνυται, και κατέρρευσε υπό τη δική του βαρύτητα. Καθώς ο περιστρεφόμενος δίσκος σαν τηγανίτα του νεφελώματος γινόταν όλο και πιο λεπτός, στροβιλισμοί από συστάδες άρχισαν να σχηματίζονται και να μεγαλώνουν, σχηματίζοντας τελικά τους πλανήτες, τα φεγγάρια και τους αστεροειδείς. Ο πρωτοήλιος, εν τω μεταξύ, συνέχισε να συστέλλεται υπό τη δική του βαρύτητα και έγινε θερμότερος, εξελισσόμενος σε νεαρό αστέρι. Αυτό το αστέρι, ο ήλιος μας, εξέπεμπε έναν καυτό άνεμο ηλεκτρικά φορτισμένων ατόμων που φύσηξε το μεγαλύτερο μέρος του αερίου και της σκόνης που παρέμεναν από το νεφέλωμα έξω από το ηλιακό σύστημα.
Πλανήτες, φεγγάρια και πολλοί αστεροειδείς έχουν θερμανθεί και υποβληθεί σε επανεπεξεργασία του υλικού τους από το σχηματισμό του ηλιακού νεφελώματος. Ως αποτέλεσμα, δεν είχαν πολλά να προσφέρουν στους επιστήμονες που αναζητούσαν στοιχεία για την ανάπτυξη του ηλιακού νεφελώματος στο ηλιακό σύστημα. Ωστόσο, ορισμένοι πρωτόγονοι μετεωρίτες περιέχουν υλικό που έχει παραμείνει αμετάβλητο από τότε που ο πρωτοήλιος εκτόξευσε αυτό το υλικό από το κέντρο του ηλιακού νεφελώματος πριν από περισσότερα από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια.
Ο Thiemens λέει ότι η τεχνική που χρησιμοποίησε η ομάδα του για να προσδιορίσει ότι ο πρωτοήλιος έλαμπε έντονα μπορεί επίσης να εφαρμοστεί για να εκτιμηθεί πότε και πού προήλθαν διάφορες ενώσεις από τον καυτό άνεμο που εκτοξεύτηκε από τον πρωτοήλιο.
?Αυτός θα είναι ο επόμενος στόχος; αυτος λεει. Μπορούμε να κοιτάξουμε ορυκτό με ορυκτό και ίσως να πούμε εδώ τι συνέβη βήμα προς βήμα.
Η μελέτη της ομάδας UCSD χρηματοδοτήθηκε από επιχορήγηση από την Εθνική Υπηρεσία Αεροναυτικής και Διαστήματος.
Αρχική πηγή: Δελτίο τύπου UCSD