Desentrañar el misterio de un meteorito revela la historia del origen del sistema solar


El evento violento que probablemente precedió a la formación de nuestro sistema solar tiene la solución a un misterio de meteoritos de larga data, dice un nuevo trabajo de Alan Boss de Carnegie publicado en The Astrophysical Journal.

La materia prima a partir de la cual se construyó nuestro sistema solar se dispersó cuando la onda de choque de una supernova en explosión inyectó material en una nube de polvo y gas, lo que provocó que colapsara sobre sí misma. A raíz de este evento, la mayor parte de la materia inyectada fue atraída gravitacionalmente hacia el centro del torbellino, donde la intensa acumulación de presión permitió que comenzara la fusión nuclear y nació el sol. La joven estrella estaba rodeada por un disco giratorio del gas y el polvo restantes, a partir del cual se unieron los planetas y otros cuerpos del sistema solar, algunos de los cuales finalmente se rompieron para formar asteroides y meteoritos.

El panel izquierdo muestra una sección transversal a través del núcleo de la nube densa (naranja) que está a punto de ser golpeado por una onda de choque de supernova (verde oscuro) que se mueve hacia abajo a 40 km/seg. El gas y el polvo de la nube molecular ambiental (amarillo y verde claro) que rodean el núcleo de la nube a la izquierda son barridos por el frente de choque, como se muestra a la derecha después de 63 000 años, cuando el núcleo de la nube ha sido aplastado por el frente de choque para formar el proto-sol y el disco protoplanetario en una escala mucho más pequeña que la que se puede representar aquí. La caja tiene aproximadamente 1/3 de parsec de largo. Crédito: Alan Boss

«El misterio surge del estudio de la composición isotópica de los meteoritos, que puede usarse como laboratorio para probar las teorías de la formación y evolución del sistema solar», explica Boss.

Los isótopos son versiones de elementos con el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones. A veces, como es el caso de los isótopos radiactivos, la cantidad de neutrones presentes en el núcleo puede hacer que el isótopo sea inestable. Para ganar estabilidad, el isótopo libera partículas energéticas, lo que altera su número de protones y neutrones, transmutándolo en otro elemento, llamado isótopo hijo.

Boss agregó: «Debido a que sabemos exactamente cuánto tiempo lleva este proceso para diferentes isótopos radiactivos, medir la cantidad de productos secundarios en los meteoritos puede decirnos cuándo y posiblemente cómo se formaron».

Por ejemplo, el isótopo de hierro con un peso atómico de 60 solo se produce en cantidades significativas por una explosión de supernova y se necesitan 2,6 millones de años para que la mitad de los átomos se desintegren (la llamada «vida media») a su isótopo hijo. , cobalto-60. Entonces, cuando se encuentran cantidades significativas de cobalto-60 en meteoritos primitivos llamados condritas carbonáceas, esto les dice a los investigadores que la materia prima a partir de la cual se construyó la condrita contenía los restos de una explosión de supernova que ocurrió solo un par de millones de años antes de su formación.

El registro de condrita se puede utilizar para confirmar la historia del origen de la supernova en nuestro sistema solar. Pero otros meteoritos no carbonosos, menos primitivos, carecen de esta composición de hierro-60, lo que significa que el material del que se formaron no se originó en una explosión estelar. ¿Así que de dónde vienen?

«No se ha ofrecido ninguna explicación física para este cambio dramático», dijo Boss.

Ha estado perfeccionando modelos sofisticados de la formación de nuestro sistema solar durante varias décadas y fue uno de los creadores de la historia del origen de la inyección de supernova. Al extender el período de tiempo reflejado en sus simulaciones, pudo demostrar que después de desencadenar el colapso que suministró hierro-60 a las condritas, el frente de choque de la supernova barre el polvo interestelar más allá del disco resultante y acelera la protoestrella resultante a una velocidad de varios kilómetros por segundo. Esto es suficiente para llevar al sol joven a encontrar un nuevo parche de material interestelar que se agota en hierro-60 y otros isótopos generados por supernovas dentro de un millón de años.

«Después de haber trabajado en el problema de la activación e inyección de supernovas desde mediados de los años 90, fue sorprendente finalmente poder vincular este modelo con la evidencia meteórica», concluyó Boss. «Envuelve esta historia con una bonita reverencia».

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