Kształt Układu Słonecznego był kiedyś bardziej przypominający pączka niż naleśnik. To wniosek, do którego doszli naukowcy po przeanalizowaniu meteorytów żelaznych z zewnętrznych rejonów Układu Słonecznego. Znaleziska te mogą wyjaśniać, że Układ Słoneczny miał kiedyś kształt toroidalny.

Te informacje mogą pomóc w interpretacji powstawania innych systemów planetarnych i ustaleniu kolejności, w jakiej się formują. Powstanie systemu planetarnego wokół gwiazdy zaczyna się w molekularnej chmurze gazu i pyłu dryfującej przez przestrzeń kosmiczną. Gdy część chmury stanie się wystarczająco gęsta, zapadnie się pod własną grawitacją, zaczynając się obracać i tworzyć protogwiazdę. W miarę jak się obraca, materia z otaczającej chmury wciąga się do okrążającego dysku, który zasila protogwiazdę.

W tym dysku tworzą się mniejsze grudki, stając się protoplanetarnymi zalążkami, które mogą rosnąć w pełnoprawne planety lub, co jest bardziej powszechne, ich rozwój zostaje zatrzymany, pozostając jako mniejsze obiekty, takie jak asteroidy. Widzieliśmy te dyski wokół innych gwiazd, z przerwami wykrojonymi przez planety pochłaniające pył.

Ale meteoryty żelazne znalezione w naszym własnym Układzie Słonecznym opowiadają inną część historii. Zespół kierowany przez planetologa Bidonga Zhanga z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles ustalił, że skład asteroid w zewnętrznym Układzie Słonecznym sugeruje, że chmura materii była w kształcie pączka, a nie serii koncentrycznych pierścieni w płaskim dysku. Oznacza to, że pierwsze etapy formowania systemu miały kształt toroidalny.

Meteoryty żelazne, które dotarły do Ziemi z zewnętrznego Układu Słonecznego, są bogatsze w metale ogniotrwałe niż te znalezione w wewnętrznym Układzie Słonecznym. Metale takie jak platyna i iryd mogą powstawać tylko w bardzo gorącym środowisku, takim jak blisko formującej się gwiazdy. To stwarza problem, ponieważ te meteoryty pochodzą nie z wewnętrznego Układu Słonecznego, lecz z zewnętrznego, co oznacza, że musiały powstać blisko Słońca i przemieścić się na zewnątrz w miarę rozszerzania się dysku protoplanetarnego.

Według modelowania przeprowadzonego przez Zhanga i jego współpracowników, te obiekty żelazne nie byłyby w stanie przekroczyć luk w dysku protoplanetarnym. Według ich obliczeń, migracja mogła najłatwiej zachodzić, gdyby struktura protoplanetarna miała kształt toroidalny. To skierowałoby obiekty bogate w metale na zewnętrzne krańce formującego się Układu Słonecznego. Następnie, gdy dysk ochładzał się i planety zaczęły się formować, niemożność przemieszczania się skał przez luki w dysku działałaby jak skuteczne ogrodzenie, powstrzymując je przed powrotem w kierunku Słońca pod wpływem grawitacji.

„Gdy powstał Jowisz, najprawdopodobniej otworzył fizyczną lukę, która zatrzymała metale irydu i platyny w zewnętrznym dysku i zapobiegła ich upadkowi do Słońca” – mówi Zhang. „Te metale zostały później włączone do asteroid, które formowały się w zewnętrznym dysku. To wyjaśnia, dlaczego meteoryty powstałe w zewnętrznym dysku – chondryty węgliste i meteoryty żelazne typu węglistego – mają znacznie wyższą zawartość irydu i platyny niż ich odpowiedniki z wewnętrznego dysku.”

Niesamowite, ile można dowiedzieć się z kawałka metalicznej skały.

Źródło: Science Alert