Nieuwe studies van een zeldzaam type meteoriet tonen aan dat materiaal van dicht bij de zon het buitenste zonnestelsel bereikte, zelfs toen de planeet Jupiter een gat in de schijf van stof en gas opruimde waaruit de planeten werden gevormd. De resultaten, deze week gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences , dragen bij aan een opkomend begrip van hoe ons zonnestelsel is gevormd en hoe planeten zich rond andere sterren vormen.

De consensustheorie over hoe planeten ontstaan, is dat ze aangroeien uit een schijf van stof en gas die rond een nieuw gevormde ster draait. Bewijs voor de samenstelling van deze protoplanetaire schijf in ons eigen zonnestelsel komt van chondrieten, een soort meteoriet bestaande uit kleinere deeltjes, of chondrulen, die zich verzamelden als een kosmisch stofkonijntje.

"Als we transport begrijpen, we kunnen de eigenschappen van de schijf begrijpen en afleiden hoe de planeten werden gebouwd, " zei Qingzhu Yin, hoogleraar aard- en planeetwetenschappen aan de Universiteit van Californië, Davis en co-auteur op het papier.

Het materiaal in chondrieten is extreem oud, vertegenwoordigt overgebleven stof en puin uit het zeer vroege zonnestelsel. Verder bewijs is afkomstig van rotsen van de aarde en de maan en monsters van kosmisch stof en komeetmateriaal verzameld door de Stardust-missie en andere ruimtesondes.

Onderzoekers kunnen bepalen waar en wanneer deze meteorieten zijn gevormd door de verhoudingen van isotopen van elementen zoals zuurstof, titanium en chroom erin.

Eerder werk van Yin's laboratorium en anderen toonden aan dat meteorieten qua samenstelling in twee brede groepen vallen. Men denkt dat koolstofhoudende meteorieten zijn ontstaan ​​in het buitenste zonnestelsel. Niet-koolstofhoudende meteorieten vormden zich vanuit de schijf dichter bij de zon waar op koolstof gebaseerde en andere vluchtige verbindingen werden weggebakken.

Waarom was er niet meer vermenging, als alle planeten uit dezelfde protoplanetaire schijf zijn gevormd? De verklaring is dat toen Jupiter eerder werd gevormd, het ploegde een gat in de schijf, het creëren van een barrière voor de beweging van stof, zei Yin. Astronomen die de ALMA-radiotelescoop in Chili gebruiken, hebben hetzelfde fenomeen waargenomen in protoplanetaire schijven rond andere sterren.

De Jupiter-kloof oversteken

Toch lijken sommige meteorieten uitzonderingen te zijn op deze algemene regel met een breder mengsel van componenten.

Yin, UC Davis-onderzoeker Curtis Williams, en hun medewerkers voerden een gedetailleerde studie uit van isotopen van 30 meteorieten. Ze bevestigden dat ze in twee verschillende groepen vielen:de niet-koolstofhoudende chondrieten en andere, meer voorkomende soorten meteorieten; en de koolstofhoudende meteorieten.

Daarna bestudeerden ze individuele chondrulen van twee chondritische meteorieten, de Allende-meteoriet die in 1969 in Mexico viel en de Karoonda-meteoriet, die in 1930 in Australië viel.

Deze meteorieten bleken chondrulen te bevatten van zowel het binnenste als het buitenste zonnestelsel. Een deel van het materiaal uit het binnenste zonnestelsel moet erin geslaagd zijn de Jupiter-barrière te passeren om met de chondrulen van het buitenste zonnestelsel samen te smelten tot een meteoriet die miljarden jaren later op de aarde zou vallen.

Hoe? Er zijn een aantal mogelijke mechanismen, zei Williams.

"Een daarvan is dat er nog steeds beweging was langs het middenvlak van de schijf, hoewel het gestopt had moeten worden door Jupiter, " zei hij. "De andere is dat winden in het binnenste zonnestelsel deeltjes boven de Jupiter-spleet zouden kunnen hebben gestuwd."

Elk van deze mechanismen kan ook verantwoordelijk zijn voor materiaal in het binnenste van het zonnestelsel dat ook in kometen is gevonden door de Stardust-missie.

De nieuwe studie helpt om kosmochemie te verbinden, planetaire wetenschappen en astronomie om een ​​compleet beeld te geven van planeetvorming, zei Yin.