مفهوم الفنان للبروتوسون في مركز السديم الشمسي. حقوق الصورة: ناسا اضغط للتكبير
من البصمات الكيميائية المحفوظة في النيازك البدائية ، قرر العلماء في UCSD أن سحابة الغاز المنهارة التي أصبحت شمسنا في النهاية كانت تتوهج بشكل ساطع أثناء تكوين أول مادة في النظام الشمسي منذ أكثر من 4.5 مليار سنة.
اكتشافهم ، المفصل في ورقة نشرت في عدد 12 أغسطس من مجلة العلوم ، يقدم أول دليل قاطع على أن هذا "بروتوسون"؟ لعبت دورًا رئيسيًا في تشكيل النظام الشمسي كيميائيًا عن طريق إصدار ما يكفي من الطاقة فوق البنفسجية لتحفيز تكوين المركبات العضوية والماء والمركبات الأخرى اللازمة لتطور الحياة على الأرض.
جادل العلماء منذ فترة طويلة فيما إذا كانت المركبات الكيميائية التي تم إنشاؤها في النظام الشمسي المبكر تم إنتاجها بمساعدة طاقة الشمس المبكرة أو تم تشكيلها بوسائل أخرى.
السؤال الأساسي كان ، هل كانت الشمس مضاءة أم كانت مضاءة ؟؟ يقول مارك هيمنز ، عميد قسم العلوم الفيزيائية والكيمياء بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو ، الذي رأس فريق البحث الذي أجرى الدراسة. لا يوجد شيء في السجل الجيولوجي قبل 4.55 مليار سنة يمكن أن يجيب على ذلك.
Vinai Rai ، زميل ما بعد الدكتوراه الذي يعمل في Thiemens؟ المختبر ، توصل إلى حل ، ووضع قياس حساس للغاية يمكن أن يجيب على السؤال. بحث عن بصمات كيميائية للرياح عالية الطاقة التي انبثقت من البروتوسون وأصبح محاصرًا في نظائر أو أشكال الكبريتيد الموجودة في أربع مجموعات بدائية من النيازك ، أقدم بقايا النظام الشمسي المبكر. يعتقد علماء الفلك أن هذه الرياح دفعت مادة من قلب السديم الشمسي الدوار إلى قرص تراكم يشبه فطيرة ، وهي المنطقة التي تشكلت فيها النيازك والكويكبات والكواكب لاحقًا.
من خلال تطبيق تقنية تم تطويرها منذ خمس سنوات للكشف عن تفاصيل حول الغلاف الجوي المبكر للأرض من الاختلافات في نظائر الأكسجين والكبريت المضمنة في الصخور القديمة ، استطاع كيميائيو UCSD الاستدلال من الكبريتيدات في النيازك على كثافة الرياح الشمسية و وبالتالي شدة البروتوسون. وخلص الباحثون في ورقتهم إلى أن الفائض الطفيف لنظير واحد من الكبريت في النيازك يشير إلى وجود "تفاعلات ضوئية كيميائية في السديم الشمسي المبكر". وهذا يعني أن البروتوسون كان يلمع بقوة كافية لدفع التفاعلات الكيميائية.
"يخبرنا هذا القياس لأول مرة أن الشمس كانت تعمل ، وأن هناك ما يكفي من الضوء فوق البنفسجي للقيام بالكيمياء الضوئية ،" يقول Thiemens. إن معرفة أن هذا هو الحال هو مساعدة كبيرة في فهم العمليات التي شكلت المركبات في أوائل النظام الشمسي.
يعتقد علماء الفلك أن السديم الشمسي بدأ يتشكل منذ حوالي 5 مليارات سنة عندما تعطلت سحابة من الغاز والغبار بين النجوم ، ربما بسبب موجة صدمة نجم متفجر كبير ، وانهارت تحت جاذبيتها. بينما نما القرص الدوار الشبيه بالفطيرة ، أصبح أرق وأرق ، بدأت دوامات من الكتل تتشكل وتنمو بشكل أكبر ، وتشكل في النهاية الكواكب والأقمار والكويكبات. في غضون ذلك ، استمر البروتوسون في الانكماش تحت جاذبيته ونما أكثر سخونة ، وتطور إلى نجم شاب. انبثق ذلك النجم ، شمسنا ، من رياح ساخنة من الذرات المشحونة كهربائيًا التي فجرت معظم الغاز والغبار المتبقي من السديم خارج النظام الشمسي.
تم تسخين الكواكب والأقمار والعديد من الكويكبات وإعادة معالجة موادها منذ تكوين السديم الشمسي. ونتيجة لذلك ، لم يكن لديهم سوى القليل ليقدمه العلماء الباحثين عن أدلة حول تطور السديم الشمسي في النظام الشمسي. ومع ذلك ، تحتوي بعض النيازك البدائية على مادة لم تتغير منذ أن خرجت البروتوسون من هذه المواد من مركز السديم الشمسي منذ أكثر من 4.5 مليار سنة.
يقول Thiemens أن التقنية التي استخدمها فريقه لتحديد أن البروتوسون كان متوهجًا بشكل ساطع يمكن تطبيقها أيضًا لتقدير متى وأين نشأت مركبات مختلفة في الرياح الساخنة التي تنفثها البروتوسون.
هذا سيكون الهدف التالي؟ هو يقول. "يمكننا أن ننظر المعدنية بالمعادن وربما نقول هنا ما حدث خطوة بخطوة."
تم تمويل دراسة فريق UCSD من منحة من الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء.
المصدر الأصلي: UCSD News Release
