När vi betraktar prover från solnebulosan tänker vi på kometer och meteoriter. Dessa material kommer från vårt solsystems början, men ledtrådarna de ger till bildning stämmer inte alltid överens. Tack vare en ny studie gjord av Carnegies Alan Boss kan vi nu ta en titt på solens formation genom en uppsättning teoretiska modeller. Detta arbete kan inte bara hjälpa till att förklara några av skillnaderna vi har upptäckt, utan kan också peka på beboeliga exoplaneter.
För närvarande är ett sätt att se tillbaka på solsystemets tidiga period att teoretisera om små fickor av kristallina partiklar som finns i kometer. Dessa partiklar smiddes vid höga temperaturer. En alternativ metod för att studera solsystemets bildning är att analysera isotoper. Dessa varianter av grundämnen bär exakt samma antal protoner, men innehåller ett annat antal neutroner. Till skillnad från de kristallina partiklarna kan vi få tag på prover av isotoper, eftersom de finns i meteoriter. När de förfaller förvandlas de till olika element. Det initiala antalet isotoper kan dock ange forskare om deras ursprung och hur de kan ha färdats över neofyternas solsystem.
'Stjärnor är omgivna av skivor av roterande gas under de tidiga stadierna av deras liv.' säger Carnegie-teamet. 'Observationer av unga stjärnor som fortfarande har dessa gasskivor visar att solliknande stjärnor genomgår periodiska utbrott, som varar omkring 100 år vardera, under vilka massan överförs från skivan till den unga stjärnan.'
Studien är dock inte skuren och torkad ännu. Studiet av både partiklar och isotoper från kometer och meteoriter ger fortfarande en något förvirrad blick på tidig solsystembildning. Det verkar som om det finns mer i bilden än bara en enda väg av materia från den protoplanetära skivan till moderstjärnan. De kristallina kornen som finns i kometer är värmeformade och de signalerar att avsevärd blandning och utgående flöde inträffade från material nära moderstjärnan och ut till själva systemets omkrets. Vissa isotoper, som aluminium, stödjer denna teori, men andra, som syre, trotsar en sådan snygg förklaring.
Enligt pressmeddelandet visar Boss nya modell hur en period av lätt gravitationsinstabilitet i gasskivan som omger en proto-sol som är på väg att gå in i en utbrottsfas, kan förklara dessa fynd. Dessutom förutspår modellerna att detta kan hända med ett brett utbud av både massa- och diskstorlekar. Den visar att instabilitet kan ”orsaka en relativt snabb transport av materia mellan stjärnan och gasskivan, där materia förs både inåt och utåt. Detta förklarar närvaron av värmeformade kristallina partiklar i kometer från solsystemets yttre delar.'
Så hur är det med aluminium? Enligt Boss modell kan förhållandet mellan aluminiumisotoper förklaras. Det verkar som att den ursprungliga isotopen delades ut under en enastående händelse – som en exploderande stjärna som skickar en stötvåg både inåt och utåt i den protoplanetära skivan. När det gäller syre kan det förekomma i olika mönster eftersom det härstammar från ihållande kemiska reaktioner naturliga för den yttre solnebulosan och inte bara hände som en enstaka händelse.
'Dessa resultat lär oss inte bara om bildandet av vårt eget solsystem, utan kan också hjälpa oss i sökandet efter andra stjärnor som kretsar kring beboeliga planeter,' sa Boss. 'Att förstå blandnings- och transportprocesserna som sker runt solliknande stjärnor kan ge oss ledtrådar om vilka av deras omgivande planeter som kan ha förhållanden som liknar våra.'
Ursprunglig berättelsekälla: Pressmeddelande från Carnegie Institute for Science