Undersöker de tidigaste och minst kända faserna av solsystemets historia, när den unga solen fortfarande var omsluten av en skiva av gas och damm där planeterna började bildas, är förmodligen en av de mest komplexa utmaningarna inom modern planetvetenskap. De existerande himlakropparna som bildades vid den tiden är få, och i de flesta fall, bevis på de gamla processer som markerade solsystemets födelse har gått förlorade.

I årtionden, asteroiden Vesta har varit föremål för stort intresse. Särskilt, överlevnaden av dess tunna vulkaniska skorpa till nedslag utgjorde en kraftfull begränsning för våldet i det tidiga solsystemet. Nyligen, dock, data som samlats in av NASA:s Dawn-uppdrag, som nu närmar sig sitt slut efter att framgångsrikt utforska även asteroiden Ceres, tog upp möjligheten att Vestas minne kanske inte är så bra som vi trodde.

Å ena sidan, kratrarna som producerats av nedslag på dess yta under de senaste 4 miljarderna åren verkar ha raderat spåren av de mycket äldre som bildats i den cirkumsolära skivan. Dawn-uppdraget bekräftade att HED-meteoriterna var fragment av Vestas skorpa som landade på jorden. Den möjliga större tjockleken på Vestas skorpa jämfört med vad som föreslogs av HED-meteoriterna ifrågasätter slutsatser som härrör från skorpans tillstånd.

Resultaten av ett internationellt team av forskare ledd av Diego Turrini från INAF-IAPS, publiceras i tidskriften Ikarus , föreslå annorlunda. "Det handlar om att ändra vårt perspektiv och, istället för att bara fokusera på de destruktiva effekterna av effekter som vi har gjort hittills, överväga de konstruktiva också, " Diego Turrini förklarar.

"Varje stöt tar bort material från ytan på Vesta, men samtidigt, levererar nytt material, säger Vladimir Svetsov, medlem av teamet och medförfattare till studien. "Genom att balansera de två effekterna, det är möjligt att extrahera mer exakt information från data från Dawn och HED."

Resultaten av laboratoriestudier av HED-meteoriter hade under de senaste åren avslöjat hur några av dessa meteoriter uppvisar överflöd av vatten och av siderofila element (grundämnen som visar affinitet till metaller och därför förväntas vara huvudsakligen segregerade i Vestas metalliska kärna) och tillhandahållit övre gränser för deras global närvaro i Vestas skorpa.

Beroende på dess sammansättning (till exempel en stenig asteroid eller en komet), varje meteorit kan leverera ett eller båda av dessa material, modifiering av skorpans sammansättning. Teamet undrade sedan om det var möjligt att använda de globala gränserna för närvaron av dessa material som satts av HED:erna i synergi med data från Dawn för att begränsa det ursprungliga flödet av effekter på Vesta och, följaktligen, solsystemets gamla historia.

"Istället för att fokusera på det direkta sökandet efter det ursprungliga solsystemets sanna evolutionära väg, i vår studie använder vi en "Sherlock Holmes"-metod, visar hur de destruktiva och konstruktiva effekterna av påverkan kan användas för att utesluta alla omöjliga scenarier, lämnar bara de realistiska kvar, " förklarar Guy Consolmagno, också medlem i teamet och medförfattare till studien. "Sherlock Holmes sa att man skulle eliminera det omöjliga, men ibland är det inte så lätt att erkänna det som är omöjligt, " säger Consolmagno. "Vesta vi hittade när Dawn kom var annorlunda än vad vi hade förväntat oss, men vi måste ta itu med Vesta, dvs. inte Vesta som vi trodde."

Med tanke på det stora antalet parametrar som kan varieras i denna typ av utredning, teamet fokuserade på en fallstudie baserad på bildandet och migrationen av Jupiter. Forskare tror nu att den jättelika planeten bildades i en annan region av solsystemet än den den lever i idag och sedan gradvis migrerade i sin nuvarande omloppsbana.

Resultaten som teamet har erhållit visar hur detta tillvägagångssätt inte bara fastställer om Jupiter har migrerat eller inte, men begränsar också omfattningen av dess migration. "Medan vi bara kunde överväga en delmängd av alla föreslagna migrationsscenarier, balansering av jordskorpans erosion genom påverkan med vattentillväxt och masstillväxt tillåter oss att förkasta tre scenarier av de fyra vi simulerade, " förklarar Svetsov "Medan en blygsam migration av Jupiter med cirka 0,25 au överensstämmer med data, större migrationer (upp till 1 au) eller ingen migrering alls ska uteslutas."

"Den mest innovativa aspekten av våra resultat är möjligen det faktum att den gemensamma användningen av informationen från Dawn och HED:erna gör att vi kan prestera, för första gången, kvantitativa jämförelser mellan olika modeller, " säger Turrini. "Vårt huvudmål i den här studien var att förse den planetariska vetenskapsgemenskapen med ett nytt undersökningsverktyg. De olika grupperna som är involverade runt om i världen i studiet av solsystemets ursprung kan nu använda det för att verifiera sina modeller och evolutionära scenarier."