Ett multinstitutionellt team av forskare har upptäckt kiseldioxidmineralkvarts i en primitiv meteorit, bestående av direkta bevis på kiseldioxidkondens i solens protoplanetära skiva, och erbjuder nya ledtrådar för att förstå solbildning och utveckling. Även om tidigare infraröda spektroskopiska observationer har föreslagit förekomsten av kiseldioxid i unga och nybildade T Tauri -stjärnor såväl som i asymptotiska jättegrenar (AGB) -stjärnor i deras sista livsfas, inga tecken på gas-fast kondens av kiseldioxid hade hittats i andra primitiva meteoriter från de tidiga stadierna av solsystemet.

Forskarna studerade den primitiva meteoriten Yamato-793261 (Y-793261), en kolhaltig kondrit som samlats in från ett isfält nära Yamato -bergen under den 20:e Japanska antarktiska forskningsexpeditionen 1979.

"Graden av kristallinitet av organiskt material i Y-793261 visar att det inte genomgick termisk metamorfism, "förklarar Timothy Jay Fagan, professor i geokemi vid Waseda University. "Detta bekräftar att Y-793261 bevarar mineraler och texturer av dess nebulära ursprung, ge oss register över det tidiga solsystemet. "

En huvudkomponent i kondrit inkluderar eldfasta inneslutningar, som bildas vid höga temperaturer och är de äldsta solsystemets fasta material daterade. Eldfasta inneslutningar kan delas upp i kalcium-aluminiumrika inneslutningar (CAI) och amoeboida olivinaggregat (AOA). Forskargruppen hittade en AOA i Y-793261 som innehåller typiska AOA-mineraler och ultra-eldfasta (mycket höga temperaturer) skandium- och zirkoniumbärande mineraler, tillsammans med kvarts (som bildas vid jämförelsevis lägre temperatur). "En sådan variation av mineraler innebär att AOA kondenseras från nebulös gas till fast material över ett brett temperaturintervall från cirka 1500–900 ° C, "Professor Fagan säger." Detta aggregat är det första i sitt slag som finns i vårt solsystem. "

De fann också att kvarts i AOA har en isotopisk syrekomposition nära solens. Denna isotopkomposition är typisk för eldfasta inneslutningar i allmänhet, vilket indikerar att eldfasta inneslutningar bildades nära protosolen (cirka 0,1 AU, eller 1/10 av avståndet från jorden till solen). Det faktum att kvarts i Y-793261 delar denna isotopkomposition indikerar att kvartsen bildades i samma inställning i soltågen. Dock, kondensation av kiseldioxid från soltålegas är hypotetiskt omöjligt om mineraler och gas förblir i jämvikt under kondens. Detta fynd tjänar som bevis på att AOA bildades från en gas som snabbt svalkar. Eftersom kiseldioxidfattiga mineraler kondenseras från gasen, gasen förändrade sammansättningen, blir mer kiseldioxidrik, tills kvarts blev stabil och kristalliserade.

Professor Fagan säger att ursprunget till Y-793261 troligen är ett astronomiskt objekt nära 162173 Ryugu (allmänt känt som Ryugu), en asteroid som är uppkallad efter ett drakpalats från ett gammalt japanskt folksaga. För närvarande undersöks av det japanska rymdfarkosten Hayabusa 2, Ryugu kan dela samma egenskaper som Y-793261 och eventuellt ge fler poster om det tidiga solsystemet. "Genom att kombinera pågående forskning om meteoriter med nya resultat från Ryugu, vi hoppas kunna bättre förstå de termiska händelserna och massöverföringarna som inträffade under de första stadierna i vårt solsystem. "

Denna studie publicerades online i Fortsättning från National Academy of Sciences i USA ( PNAS ) den 2 juli 2018 (EST).