Artist's concept van protosun in het midden van de zonnevel. Afbeelding tegoed: NASA Klik om te vergroten
Van chemische vingerafdrukken die zijn bewaard in primitieve meteorieten, hebben wetenschappers van UCSD vastgesteld dat de instortende gaswolk die uiteindelijk onze zon werd, helder gloeide tijdens de vorming van het eerste materiaal in het zonnestelsel, meer dan 4,5 miljard jaar geleden.
Hun ontdekking, gedetailleerd in een paper dat verschijnt in het nummer van Science van 12 augustus, levert het eerste overtuigende bewijs dat dit? Protosun? speelde een belangrijke rol bij het chemisch vormgeven van het zonnestelsel door voldoende ultraviolette energie uit te zenden om de vorming van organische verbindingen, water en andere verbindingen die nodig zijn voor de evolutie van het leven op aarde te katalyseren.
Wetenschappers hebben lang gediscussieerd of de chemische verbindingen die in het vroege zonnestelsel zijn gemaakt, zijn geproduceerd met behulp van de energie van de vroege zon of op andere manieren zijn gevormd.
'De fundamentele vraag was: stond de zon aan of was hij uit?' zegt Mark H. Thiemens, decaan van de afdeling Fysische Wetenschappen van de UCSD en hoogleraar scheikunde, die het onderzoeksteam leidde dat de studie heeft uitgevoerd. ? Er is niets in het geologische record van 4,55 miljard jaar geleden dat dit zou kunnen beantwoorden.?
Vinai Rai, postdoctoraal onderzoeker werkzaam in Thiemens? lab, kwam met een oplossing en ontwikkelde een uiterst gevoelige meting die de vraag kon beantwoorden. Hij zocht naar chemische vingerafdrukken van de hoogenergetische wind die uit de protosun kwam en vast kwam te zitten in de isotopen, of vormen, van sulfide in vier primitieve groepen meteorieten, de oudste overblijfselen van het vroege zonnestelsel. Astronomen geloven dat deze wind materie uit de kern van de roterende zonnenevel in zijn pannenkoekachtige accretieschijf heeft geblazen, het gebied waarin later meteorieten, asteroïden en planeten werden gevormd.
Door een techniek toe te passen die Thiemens vijf jaar geleden ontwikkelde om details over de vroege atmosfeer van de aarde te onthullen door variaties in de zuurstof- en zwavelisotopen ingebed in oude rotsen, konden de UCSD-chemici uit sulfiden in de meteorieten de intensiteit van de zonnewind afleiden en vandaar de intensiteit van de protosun. Ze concluderen in hun paper dat de geringe overmaat van één isotoop van zwavel, ?? S, in de meteorieten duidde op de aanwezigheid van? Fotochemische reacties in de vroege zonnevel ,? wat betekent dat de protosun sterk genoeg scheen om chemische reacties te veroorzaken.
? Deze meting vertelt ons voor het eerst dat de zon aan stond, dat er genoeg ultraviolet licht was om fotochemie uit te voeren? zegt Thiemens. ? Wetende dat dit het geval was, is een enorme hulp bij het begrijpen van de processen die verbindingen vormden in het vroege zonnestelsel.?
Astronomen geloven dat de zonne-nevel ongeveer 5 miljard jaar geleden begon te ontstaan toen een wolk van interstellair gas en stof werd verstoord, mogelijk door de schokgolf van een grote exploderende ster, en onder zijn eigen zwaartekracht instortte. Naarmate de draaiende pannenkoekachtige schijf van de nevel steeds dunner werd, begonnen draaikolken van klonten zich te vormen en groter te worden, en vormden uiteindelijk de planeten, manen en asteroïden. De protosun bleef ondertussen samentrekken onder zijn eigen zwaartekracht en werd heter en ontwikkelde zich tot een jonge ster. Die ster, onze zon, straalde een hete wind van elektrisch geladen atomen uit die het grootste deel van het gas en het stof dat uit de nevel achterbleef uit het zonnestelsel blies.
Planeten, manen en veel asteroïden zijn verhit en hun materiaal is opgewerkt sinds de vorming van de zonnevel. Als gevolg hiervan hebben ze wetenschappers weinig te bieden op zoek naar aanwijzingen over de ontwikkeling van de zonnevel in het zonnestelsel. Sommige primitieve meteorieten bevatten echter materiaal dat onveranderd is gebleven sinds de protosun dit materiaal meer dan 4,5 miljard jaar geleden uit het centrum van de zonnevel heeft gespuwd.
Thiemens zegt dat de techniek die zijn team gebruikte om te bepalen dat de protosun helder gloeide, ook kan worden toegepast om te schatten wanneer en waar verschillende verbindingen zijn ontstaan in de hete wind die door de protosun wordt uitgespuwd.
? Dat wordt het volgende doel? hij zegt. 'We kunnen mineraal per mineraal kijken en misschien zeggen we hier wat er stap voor stap is gebeurd.'
De studie van het UCSD-team werd gefinancierd door een beurs van de National Aeronautics and Space Administration.
Oorspronkelijke bron: UCSD News Release
