26 april 1803 was een ongewone dag in het kleine stadje L'Aigle in Normandië, Frankrijk - het regende rotsen.

meer dan 3, 000 van hen vielen uit de lucht. Gelukkig raakte niemand gewond. De Franse Academie van Wetenschappen onderzocht en verklaarde:gebaseerd op vele ooggetuigenverhalen en het ongewone uiterlijk van de rotsen, dat ze uit de ruimte waren gekomen.

De aarde wordt onophoudelijk geteisterd door rotsen terwijl ze om de zon draait, elke dag ongeveer 50 ton toevoegen aan de massa van onze planeet. meteorieten, zoals deze rotsen worden genoemd, zijn gemakkelijk te vinden in woestijnen en op de ijsvlakten van Antarctica, waar ze uitsteken als een zere duim. Ze kunnen zelfs in achtertuinen landen, schatten verborgen tussen gewone aardse rotsen. Amateurs en professionals verzamelen meteorieten, en de interessantere komen in musea en laboratoria over de hele wereld voor weergave en studie. Ze worden ook gekocht en verkocht op eBay.

Ondanks decennia van intensieve studie door duizenden wetenschappers, er is geen algemene consensus over hoe de meeste meteorieten zijn gevormd. Als astronoom en geoloog, we hebben onlangs een nieuwe theorie ontwikkeld over wat er gebeurde tijdens de vorming van het zonnestelsel om deze waardevolle overblijfselen uit ons verleden te creëren. Omdat planeten ontstaan ​​uit botsingen van deze eerste rotsen, dit is een belangrijk onderdeel van de geschiedenis van de aarde.

De mysterieuze chondrulen

Ongeveer 10% van de meteorieten zijn puur ijzer. Deze vormen zich door een meerstapsproces waarbij een grote gesmolten asteroïde voldoende zwaartekracht heeft om ijzer naar het midden te laten zinken. Dit bouwt een ijzeren kern op, net als die van de aarde. Nadat deze asteroïde stolt, het kan worden verbrijzeld in meteorieten door botsingen met andere objecten. IJzermeteorieten zijn zo oud als het zonnestelsel zelf, bewijzen dat grote asteroïden snel gevormd en volledig gesmolten waren ooit overvloedig.

De overige 90% van de meteorieten worden "chondrieten" genoemd omdat ze vol mysterieuze, kleine rotsbolletjes die bekend staan ​​als 'chondrulen'. Geen enkel aards gesteente heeft zoiets als een chondrule erin. Het is duidelijk dat chondrulen in de ruimte werden gevormd tijdens een korte periode van intense verwarming toen de temperatuur het smeltpunt van gesteente bereikte, rond 3, 000 graden Fahrenheit, voor minder dan een uur. Wat zou daar de oorzaak van kunnen zijn?

Onderzoekers hebben de afgelopen 40 jaar veel hypothesen bedacht. Maar er is geen consensus bereikt over hoe deze korte flits van verhitting plaatsvond.

Het chondrule-probleem is zo beroemd en omstreden dat toen we een paar jaar geleden aan onze collega's aankondigden dat we eraan werkten, hun reactie was om te glimlachen, schudden hun hoofd en bieden hun condoleances aan. Nu we een oplossing hebben voorgesteld, bereiden we ons voor op een meer kritische reactie, wat goed is, want zo gaat de wetenschap vooruit.

Het flyby-model

Ons idee is vrij eenvoudig. Radioactieve datering van honderden chondrulen laat zien dat ze tussen 1,8 en 4 miljoen jaar na het begin van het zonnestelsel zijn gevormd - zo'n 4,6 miljard jaar geleden. Gedurende deze periode, volledig gesmolten asteroïden, de ouderlichamen van de ijzermeteorieten, waren overvloedig. Vulkaanuitbarstingen op deze asteroïden brachten enorme hoeveelheden warmte vrij in de ruimte om hen heen. Alle kleinere objecten die tijdens een uitbarsting voorbij komen, zouden een korte, intense hittegolf.

Om onze hypothese te testen, we hebben de uitdaging opgesplitst. de astronoom, kruiden, kraakte de cijfers om te bepalen hoeveel verwarming nodig was en hoe lang om chondrulen te maken. Dan de geoloog, Groenhout, gebruikten een oven in ons laboratorium in Wesleyan om de voorspelde omstandigheden na te bootsen en te kijken of we onze eigen chondrulen konden maken.

De experimenten bleken redelijk succesvol.

We hebben wat fijnstof van aardrotsen met composities die lijken op ruimtestof in een kleine capsule gedaan, plaatste het in onze oven en fietste de temperatuur door het voorspelde bereik. Er kwam een ​​mooi uitziende synthetische chondrule uit. Zaak gesloten? Niet zo snel.

Er kwamen twee problemen naar voren met ons model. In de eerste plaats, we hadden het grotere probleem genegeerd hoe chondrulen onderdeel werden van de hele meteoriet. Wat is hun relatie met het spul tussen chondrulen - matrix genoemd? In aanvulling, ons model leek ons ​​een beetje te riskant. Slechts een klein deel van de primitieve materie zal worden verwarmd op de manier die we hebben voorgesteld. Zou het genoeg zijn om rekening te houden met al die met chondrulen gevulde meteorieten die de aarde raken?

Hele meteorieten maken

Om deze problemen aan te pakken, we hebben ons oorspronkelijke model uitgebreid om flyby-verwarming van een groter object te overwegen, tot een paar kilometer breed. Als dit materiaal een hete asteroïde nadert, delen ervan zullen verdampen als een komeet, resulterend in een atmosfeer die rijk is aan zuurstof en andere vluchtige elementen. Dit blijkt precies het soort atmosfeer te zijn waarin chondrulen worden gevormd, gebaseerd op eerdere gedetailleerde chemische studies.

We verwachten ook dat de hitte en gasdruk het langsvliegende object zullen uitharden tot een hele meteoriet door een proces dat bekend staat als heet isostatisch persen, die commercieel wordt gebruikt om metaallegeringen te maken. Terwijl de chondrulen smelten tot kleine bolletjes, ze zullen gas afgeven aan de matrix, die die elementen opsluit als de meteoriet uithardt. Als chondrulen en chondrieten zich op deze manier vormen, we verwachten dat de matrix wordt versterkt in precies dezelfde elementen als de chondrulen zijn uitgeput. Dit fenomeen, complementariteit genoemd, heeft, in feite, decennialang waargenomen, en ons model geeft daar een plausibele verklaring voor.

Misschien wel het meest nieuwe kenmerk van ons model is dat het de vorming van chondrulen rechtstreeks koppelt aan de verharding van meteorieten. Omdat alleen goed geharde objecten uit de ruimte door de atmosfeer van de aarde kunnen komen, we zouden verwachten dat de meteorieten in onze musea vol chondrulen zouden zijn, zoals ze zijn. Maar uitgeharde meteorieten vol chondrulen zouden een uitzondering zijn, niet de regel, in de ruimte, omdat ze worden gevormd door een relatief willekeurig proces - de hete vlucht. We zouden snel genoeg moeten weten of dit idee stand houdt, omdat het voorspelt dat chondrulen zeldzaam zullen zijn op asteroïden. Zowel Japan als de Verenigde Staten hebben lopende missies naar nabijgelegen asteroïden die de komende jaren monsters zullen teruggeven.

Als die asteroïden vol chondrulen zijn, zoals de geharde meteorieten die het aardoppervlak bereiken, dan kan ons model worden weggegooid en kan de zoektocht naar een oplossing voor het beroemde chondrule-probleem doorgaan. Indien, anderzijds, chondrulen zijn zeldzaam op asteroïden, dan heeft het flyby-model een belangrijke test doorstaan.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.