Een multi-institutioneel team van onderzoekers heeft silica mineraal kwarts ontdekt in een primitieve meteoriet, bestaande uit direct bewijs van condensatie van silica in de protoplanetaire schijf van de zon, en het bieden van nieuwe aanwijzingen voor het begrijpen van zonnevorming en -evolutie. Hoewel eerdere spectroscopische infraroodwaarnemingen het bestaan ​​van silica hebben gesuggereerd in jonge en nieuw gevormde T Tauri-sterren en in asymptotische reuzentaksterren (AGB) in hun laatste levensfase, geen bewijs van gas-vaste condensatie van silica was gevonden in andere primitieve meteorieten uit de vroege stadia van het zonnestelsel.

De wetenschappers bestudeerden de primitieve meteoriet Yamato-793261 (Y-793261), een koolstofhoudende chondriet verzameld uit een ijsveld in de buurt van het Yamato-gebergte tijdens de 20e Japan Antarctic Research Expedition in 1979.

"De mate van kristalliniteit van organisch materiaal in Y-793261 laat zien dat het geen thermische metamorfose heeft ondergaan, " legt Timothy Jay Fagan uit, hoogleraar geochemie aan de Waseda University. "Dit bevestigt dat Y-793261 mineralen en texturen van zijn neveloorsprong behoudt, ons voorzien van gegevens van het vroege zonnestelsel."

Een belangrijk onderdeel van chondrieten omvat vuurvaste insluitsels, die zich vormen bij hoge temperaturen en de oudste vaste stoffen van het zonnestelsel zijn. Vuurvaste insluitsels kunnen worden onderverdeeld in calcium-aluminiumrijke insluitsels (CAI's) en amoeboïde olivijnaggregaten (AOA's). Het onderzoeksteam vond een AOA in Y-793261 die typische AOA-mineralen en ultra-refractaire (zeer hoge temperatuur) scandium- en zirkoniumhoudende mineralen bevat, samen met het kwarts (dat zich vormt bij een relatief lagere temperatuur). "Een dergelijke verscheidenheid aan mineralen houdt in dat de AOA condenseerde van nevelgas tot vast over een breed temperatuurbereik van ongeveer 1500-900 ° C, Professor Fagan zegt.S "Dit aggregaat is het eerste in zijn soort dat in ons zonnestelsel wordt gevonden."

Ze ontdekten ook dat het kwarts in de AOA een zuurstofisotopensamenstelling heeft die dicht bij die van de zon ligt. Deze isotopensamenstelling is typisch voor vuurvaste insluitsels in het algemeen, wat aangeeft dat vuurvaste insluitsels dicht bij de protozon zijn gevormd (ongeveer 0,1 AU, of 1/10 van de afstand van de aarde tot de zon). Het feit dat het kwarts in de Y-793261 dezelfde isotopensamenstelling deelt, geeft aan dat het kwarts zich in dezelfde omgeving in de zonnenevel heeft gevormd. Echter, condensatie van silica uit zonnenevelgas is hypothetisch onmogelijk als mineralen en gas in evenwicht blijven tijdens condensatie. Deze bevinding dient als bewijs dat de AOA is gevormd uit een snel afkoelend gas. Toen silica-arme mineralen uit het gas condenseerden, het gas veranderde van samenstelling, steeds meer silica-rijk, totdat het kwarts stabiel werd en kristalliseerde.

Professor Fagan zegt dat de oorsprong van Y-793261 hoogstwaarschijnlijk een astronomisch object is nabij 162173 Ryugu (algemeen bekend als Ryugu), een asteroïde genoemd naar een drakenpaleis uit een oud Japans volksverhaal. Momenteel wordt onderzocht door het Japanse ruimtevaartuig Hayabusa 2, Ryugu kan dezelfde eigenschappen delen als Y-793261 en mogelijk meer gegevens over het vroege zonnestelsel opleveren. "Door lopend onderzoek naar meteorieten te combineren met nieuwe resultaten van Ryugu, we hopen de thermische gebeurtenissen en overdrachten van massa die plaatsvonden tijdens de beginfasen van ons zonnestelsel beter te begrijpen."

Deze studie is online gepubliceerd in Procedure van de National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika ( PNAS ) op 2 juli 2018 (EST).