Atacama Large Millimeter Array-bild av den protoplanetära skivan runt HL Tauri. De mörka ringarna är luckor i den damm- och gasrika protoplanetariska skivan, troligen på grund av bildandet av planeter. Dessa luckor kan likna det skivgap som tros bildas av bildandet av Jupiter i vår protoplanetära skiva. Kredit:ESO/ALMA
Med hjälp av lite kosmiskt detektivarbete, ett team av forskare har hittat bevis på att små bitar av asteroider från det inre solsystemet kan ha passerat ett gap till det yttre solsystemet, en bedrift som en gång ansågs osannolik.
Cirka 1 miljon år efter starten av solsystemet, man tror att medan Jupiters kärna bildades, det skapade ett gap i den protoplanetära skivan (skivan av tät gas och damm som omger solen). Kallas "Jupitergapet, "denna uppdelning begränsat allvarligt material från att komma över det och tros ha skapat två distinkta reservoarer i skivan.
Mot oddsen, dock, ett team av forskare inklusive docent Devin L. Schrader och forskaren Jemma Davidson från Arizona State Universitys Center for Meteorite Studies har hittat bevis i meteoriter för att små fragment av asteroider från det inre solsystemet korsade Jupitergapet in i det yttre solsystemet. Resultaten av deras studie har nyligen publicerats i Geochimica och Cosmochimica Acta .
"Denna forskning ger ny information om dynamiken i det tidiga solsystemet, " sade huvudförfattaren Schrader. "Vår forskning visar att dessa två reservoarer inte var helt isolerade från varandra."
Forskargruppen, som också inkluderar forskare från Smithsonian Institution's National Museum of Natural History, University of Hawaii i Manoa, Washington University i St. Louis, och Harvard University, inspirerades att genomföra denna studie på grund av prover som tagits tillbaka från NASA:s kometprovsreturuppdrag, Stardust.
Dessa prover antydde att kometer kunde innehålla material som vandrade från det inre solsystemet till de yttre delarna där kometer bildades och antydde att migrationen av material kan ha varit mer utbredd i det tidiga solsystemet än man tidigare trott.
Associate Research Professor Devin Schrader håller en bit av Murchison-meteoriten från ASU Center for Meteorite Studies-samlingen. En bit av Murchison-meteoriten visade sig innehålla bevis för att material från det inre solsystemet migrerade till det yttre solsystemet. Kredit:Devin Schrader/ASU
"Stardust-uppdraget var som att kika genom persiennerna på det tidigaste solsystemet, " sa medförfattaren Timothy McCoy, ordförande och intendent för meteoriter vid Naturhistoriska riksmuseet, Smithsonian institution. "Vi visste att meteoriter i våra samlingar kunde öppna fönstret så att vi kunde se hela utsikten"
Med det i åtanke, de försökte testa denna hypotes med hjälp av prover av meteoriter, speciellt kondriter, som fanns i det tidiga solsystemet.
Och tack vare den stora samlingen av meteoriter från Centrum för meteoritstudier, Smithsonian Institution och NASA, de hade tillgång till prover av kondriter som man trodde hade bildats i det inre solsystemet såväl som de man trodde hade bildats i det yttre solsystemet.
Använda elektronsondsmikroanalysatorer (för att erhålla högupplösta bilder av proverna och större och mindre elementdata från enskilda mineral) och en sekundär jonmasspektrometer (används för att analysera provernas isotopsammansättning), teamet kunde ge direkta bevis för en komplex blandning av material mellan det inre och yttre solsystemet.
"Genom att titta på de typer av prover vi har i samlingen Center for Meteorite Studies, vi kunde undersöka hur material rörde sig i den protoplanetära skivan för fyra och en halv miljard år sedan, ", sa medförfattaren Davidson.
I framtida studier, teamet hoppas kunna lära sig mer från återvändandeuppdrag för asteroidprover som den japanska flygfartsorganisationens Hayabusa2-uppdrag till asteroiden Ryugu, som är planerad att returnera prover till jorden senare i år och NASA:s OSIRIS-REx till asteroiden Bennu, som förväntas returnera prover till jorden 2023.
