Η ιδέα του καλλιτέχνη για το πρωτόνιο στο κέντρο του ηλιακού νεφελώματος. Πιστωτική εικόνα: NASA Επιλέξτε για μεγέθυνση
Από τα χημικά δακτυλικά αποτυπώματα που διατηρούνται σε πρωτόγονους μετεωρίτες, οι επιστήμονες στο UCSD έχουν διαπιστώσει ότι το καταρρέον σύννεφο αερίων που τελικά έγινε ο ήλιος μας λάμπει έντονα κατά τον σχηματισμό του πρώτου υλικού στο ηλιακό σύστημα πριν από περισσότερα από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια.
Η ανακάλυψή τους, που περιγράφεται λεπτομερώς σε μια εφημερίδα που δημοσιεύθηκε στο τεύχος της Επιστήμης της 12ης Αυγούστου, παρέχει τα πρώτα αποδεικτικά στοιχεία ότι αυτό; 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 σχηματίστηκαν με άλλα μέσα.
Η βασική ερώτηση ήταν: Ήταν ο ήλιος αναμμένος; λέει ο Mark H. Thiemens, Πρύτανης του Τμήματος Φυσικών Επιστημών του UCSD και καθηγητής χημείας που ηγήθηκε της ερευνητικής ομάδας που διεξήγαγε τη μελέτη. «Δεν υπάρχει τίποτα στο γεωλογικό ρεκόρ πριν από 4,55 δισεκατομμύρια χρόνια πριν που να μπορούσε να απαντήσει σε αυτό.»
Vinai Rai, μεταδιδακτορικός συνεργάτης που εργάζεται στο Thiemens; εργαστήριο, βρήκε μια λύση, αναπτύσσοντας μια εξαιρετικά ευαίσθητη μέτρηση που θα μπορούσε να απαντήσει στην ερώτηση. Έψαξε για χημικά δακτυλικά αποτυπώματα του ανέμου υψηλής ενέργειας που προήλθε από το πρωτόνιο και παγιδεύτηκε στα ισότοπα ή μορφές σουλφιδίου που βρέθηκαν σε τέσσερις πρωτόγονες ομάδες μετεωριτών, τα παλαιότερα απομεινάρια του πρώιμου ηλιακού συστήματος. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι αυτός ο άνεμος φυσούσε την ύλη από τον πυρήνα του περιστρεφόμενου ηλιακού νεφελώματος στον δίσκο αύξησης που μοιάζει με τηγανίτα, την περιοχή στην οποία σχηματίστηκαν αργότερα μετεωρίτες, αστεροειδείς και πλανήτες.
Εφαρμόζοντας μια τεχνική που η Thiemens ανέπτυξε πριν από πέντε χρόνια για να αποκαλύψει λεπτομέρειες σχετικά με την πρώιμη ατμόσφαιρα της Γης από παραλλαγές στα ισότοπα οξυγόνου και θείου που είναι ενσωματωμένα σε αρχαία βράχια, οι χημικοί του UCSD μπόρεσαν να συμπεράνουν από τα σουλφίδια στους μετεωρίτες την ένταση του ηλιακού ανέμου και , ως εκ τούτου, η ένταση του πρωτονικού. Καταλήγουν στο έγγραφο τους ότι η ελαφρά περίσσεια ενός ισότοπου θείου, S, στους μετεωρίτες έδειξε την παρουσία «φωτοχημικών αντιδράσεων στο πρώιμο ηλιακό νεφέλωμα»; που σημαίνει ότι το πρωτότυπο λάμπει αρκετά έντονα 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 κάνει τη φωτοχημεία»; λέει ο Thiemens. «Γνωρίζοντας ότι αυτό συνέβαινε είναι μια τεράστια βοήθεια στην κατανόηση των διαδικασιών που διαμόρφωσαν ενώσεις στο πρώιμο ηλιακό σύστημα.»
Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι το ηλιακό νεφέλωμα άρχισε να σχηματίζεται πριν από περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια όταν ένα σύννεφο διαστρικού αερίου και σκόνης διαταράχθηκε, πιθανώς από το κύμα σοκ ενός μεγάλου αστέρα που εκρήγνυται και κατέρρευσε κάτω από τη δική του βαρύτητα. Καθώς ο δίσκος που μοιάζει με περιστρεφόμενη τηγανίτα του νεφελώματος άρχισε να γίνεται λεπτότερος, οι υδρομασάζ συστάδων άρχισαν να σχηματίζονται και μεγαλώνουν, σχηματίζοντας τελικά τους πλανήτες, τα φεγγάρια και τους αστεροειδείς. Το πρωτόζον, εν τω μεταξύ, συνέχισε να συστέλλεται υπό τη δική του βαρύτητα και μεγάλωσε, εξελίχθηκε σε νεαρό αστέρι. Αυτό το αστέρι, ο ήλιος μας, εκπέμπει έναν ζεστό άνεμο από ηλεκτρικά φορτισμένα άτομα που φυσούσαν το μεγαλύτερο μέρος του αερίου και της σκόνης που έμεινε από το νεφέλωμα έξω από το ηλιακό σύστημα.
Οι πλανήτες, τα φεγγάρια και πολλοί αστεροειδείς έχουν θερμανθεί και έχουν υποστεί επανεπεξεργασία του υλικού τους από τον σχηματισμό του ηλιακού νεφελώματος. Ως αποτέλεσμα, δεν είχαν πολλά να προσφέρουν στους επιστήμονες που αναζητούν ενδείξεις για την ανάπτυξη του ηλιακού νεφελώματος στο ηλιακό σύστημα. Ωστόσο, ορισμένοι πρωτόγονοι μετεωρίτες περιέχουν υλικό που έχει παραμείνει αμετάβλητο, καθώς το πρωτόνιο έστρεψε αυτό το υλικό από το κέντρο του ηλιακού νεφελώματος πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια.
Ο Thiemens λέει ότι η τεχνική που χρησιμοποίησε η ομάδα του για να προσδιορίσει ότι το πρωτότυπο λάμπει έντονα μπορεί επίσης να εφαρμοστεί για να εκτιμήσει πότε και πού διάφορες ενώσεις προήλθαν από τον ζεστό άνεμο που εκτοξεύτηκε από το πρωτόζον.
"Αυτός θα είναι ο επόμενος στόχος," αυτος λεει. «Μπορούμε να δούμε ορυκτά με ορυκτό και ίσως να πούμε εδώ; τι συνέβη βήμα προς βήμα.»
Η μελέτη της ομάδας UCSD χρηματοδοτήθηκε από επιχορήγηση από την Εθνική Διοίκηση Αεροναυτικής και Διαστήματος.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων UCSD
