Evolutie van het zonnestelsel: terugblik op de kosmische schoot van de zon

Astronomen hebben de groei van het zonnestelsel van de aarde teruggevoerd naar zijn kosmische baarmoeder, voordat de zon en de planeten werden geboren.

Het zonnestelsel stroomde samen uit een enorme wolk van stof en gas die tot bijna 30 miljoen jaar voor de geboorte van de zon bijna 4,6 miljard jaar geleden was geïsoleerd van de rest van de Melkweg, een nieuwe studie die vandaag online is gepubliceerd (7 augustus) in het tijdschrift dat Science suggereert. Deze wolk heeft misschien ook tienduizenden andere sterren voortgebracht, aldus onderzoekers.

Als verder werk deze bevindingen bevestigt, "zullen we het bewijs hebben dat planetaire systemen zeer goed vroege interacties met vele sterfelijke broers en zussen kunnen overleven," zei hoofdauteur Maria Lugaro, van Monash University in Australië. [Neem onze quiz over ons zonnestelsel]

"In het algemeen kan intieme interactie met de sterrenkwekerij waar de zon is geboren ons helpen om de zon te plaatsen binnen de context van de andere miljarden sterren die in onze melkweg geboren zijn, en het zonnestelsel in de context van de grote sterrenhemel. familie van extrasolaire planetaire systemen die momenteel worden ontdekt, "vertelde Lugaro via e-mail aan ProfoundSpace.org.

Een ster is geboren

Radiometrische datering van meteorieten heeft wetenschappers een precieze leeftijd voor het zonnestelsel gegeven - 4,57 miljard jaar, een paar honderdduizend jaar of een paar honderd jaar. (De zon vormde zich eerst en de planeten vloeiden toen samen uit de schijf van overgebleven materiaal in een baan om onze ster.)

Maar Lugaro en haar collega's wilden nog verder terug in de tijd, om beter te begrijpen hoe en wanneer het zonnestelsel begon vorm te krijgen.

Dit kan gedaan worden door de isotoop-abundanties van bepaalde radioactieve elementen te schatten waarvan bekend is dat ze aanwezig zijn tijdens de Melkweg toen het zonnestelsel zich vormde, en dan die abundanties te vergelijken met die in oude meteorieten. (Isotopen zijn versies van een element met verschillende aantallen neutronen in hun atoomkernen.)

Omdat radioactieve materialen met exacte snelheden van de ene isotoop naar de andere vervallen, kunnen onderzoekers met deze informatie vaststellen wanneer de wolk die het zonnesysteem vormde zich afscheidde van het grotere sterrenstelsel - dat wil zeggen, toen het ophield nieuw materiaal uit het interstellaire medium te absorberen.

Het schatten van radio-isotoop abudances door de hele Melkweg lang geleden is een grote orde en gaat gepaard met complexe computermodellen van hoe sterren evolueren, zware elementen in hun interieurs genereren en uiteindelijk deze materialen de ruimte in werpen, zei Lugaro.

Maar zij en haar team hebben een belangrijke doorbraak gemaakt, en kwamen met een beter begrip van de nucleaire structuur van één radio-isotoop die bekend staat als hafnium-181. Deze vooruitgang leidde de onderzoekers naar een veel beter beeld van hoe hafnium-182 - een andere isotoop waarvan de abundanties in het vroege zonnestelsel algemeen bekend zijn - binnen de sterren wordt gecreëerd.

"Ik denk dat ons belangrijkste voordeel is geweest om een ​​team van experts te zijn in verschillende domeinen: stellaire astrofysica, kernfysica en meteoritische en planetaire wetenschap, dus we zijn erin geslaagd om informatie effectief uit te wisselen," zei Lugaro.

Hier zijn enkele vrij simpele vragen om je kennis over de planeten in ons zonnestelsel te testen. Succes!

Een duurzame stellaire kwekerij

De berekeningen van het team suggereren dat de grondstoffen van het zonnestelsel lang geïsoleerd waren voordat de zon werd gevormd - misschien wel 30 miljoen jaar.

"Aangezien het minder dan 100 miljoen jaar duurde voordat de terrestrische planeten zich vormden, lijkt deze incubatietijd verbazingwekkend lang", schreef Martin Bizzarro van de Universiteit van Kopenhagen in Denemarken in een begeleidend stuk "Perspectives" in hetzelfde nummer van Science .

Bizzarro, zoals Lugaro, denkt dat de nieuwe resultaten tot ver buiten onze nek van de kosmische bossen kunnen worden toegepast.

"Met de verwachte ontdekking van aardachtige planeten in bewoonbare zones, is de ontwikkeling van een verenigd model voor de vorming en evolutie van ons zonnestelsel op tijd", schreef Bizarro. "De studie van Lugaro et al. Illustreert mooi dat de integratie van astrofysica, astronomie en cosmochemie de snelste route is naar dit uitdagende doel."

De onderzoekers zijn van plan om andere zware radioactieve elementen te onderzoeken om hun timingschattingen te bevestigen en te verfijnen, zei Lugaro.

De samenvatting van de nieuwe studie is hier te vinden, terwijl deze link leidt naar de samenvatting van Bizzarro's metgezel.