‘Zayıf karıştırılmış kek hamurundan’ oluşan güneş sistemi, izotop araştırması gösteriyor

Göktaşı teslimat hizmetiyle gelen Dünya’nın potasyumu, Carnegie’den Nicole Nie ve Da Wang liderliğindeki yeni araştırmayı buldu. Yayınlanan çalışmaları, Bilim, bazı ilkel göktaşlarının, daha kimyasal olarak işlenmiş diğer göktaşlarında bulunanlardan farklı bir potasyum izotop karışımı içerdiğini gösterir. Bu sonuçlar, güneş sistemimizi şekillendiren ve gezegenlerinin bileşimini belirleyen süreçleri aydınlatmaya yardımcı olabilir.

Şimdi Caltech’te eski bir Carnegie postdoc’u olan Nie, “Yıldızların içlerinde bulunan aşırı koşullar, yıldızların nükleer füzyon kullanarak elementler üretmesini sağlıyor” dedi. “Her yıldız nesli, sonraki nesillerin doğduğu ham maddeyi tohumlar ve bu malzemenin geçmişini zaman içinde takip edebiliriz.”

Yıldızların içlerinde üretilen maddelerin bir kısmı, bir gaz ve toz bulutu olarak biriktiği uzaya fırlatılabilir. 4,5 milyar yıldan daha uzun bir süre önce, böyle bir bulut kendi üzerine çökerek güneşimizi oluşturdu.

Bu sürecin kalıntıları, yeni doğan yıldızın etrafında dönen bir disk oluşturdu. Sonunda, gezegenler ve diğer güneş sistemi nesneleri, daha sonra asteroitler ve göktaşları olmak üzere parçalanan ana gövdeler de dahil olmak üzere, bu artıklardan birleşti.

Şu anda Chengdu Teknoloji Üniversitesi’nde olan Wang, “Meteoritlerde korunan izotopik kayıttaki varyasyonları inceleyerek, oluştukları kaynak malzemeleri izleyebilir ve güneş sistemimizin evriminin jeokimyasal bir zaman çizelgesini oluşturabiliriz” diye ekledi.

Her element benzersiz sayıda proton içerir, ancak izotoplarının değişen sayıda nötronu vardır. Aynı elementin farklı izotoplarının güneş sistemi boyunca dağılımı, güneşin doğduğu madde bulutunun yapısının bir yansımasıdır. Pek çok yıldız, bu sözde güneş moleküler bulutuna katkıda bulundu, ancak katkıları tekdüze değildi, bu da göktaşlarının izotopik içeriği incelenerek belirlenebilir.

Wang ve Nie – Carnegie meslektaşları Anat Shahar, Zachary Torrano, Richard Carlson ve Conel Alexander ile birlikte – 32 farklı meteordan alınan örneklerde üç potasyum izotopunun oranlarını ölçtüler.

Potasyum özellikle ilginçtir, çünkü nispeten düşük kaynama noktalarına sahip olmaları nedeniyle oldukça kolay buharlaşmalarına neden olan orta derecede uçucu bir element olarak adlandırılır. Sonuç olarak, uçucuların izotopik oranlarında güneşten önce gelen kalıpları aramak zordur – bunlar sıcak yıldız oluşum koşullarında kolayca okunabilir bir kayıt tutacak kadar uzun süre kalmazlar.

Nie, “Ancak, çok hassas ve uygun aletler kullanarak, güneş öncesi malzemelerden miras kalan ve göktaşı türleri arasında farklılık gösteren potasyum izotoplarımızın dağılımında modeller bulduk” dedi.

Güneş sisteminin dış güneş sisteminde oluşan karbonlu kondrit adı verilen en ilkel meteoritlerinden bazılarının, süpernova adı verilen büyük yıldız patlamaları tarafından üretilen daha fazla potasyum izotopu içerdiğini buldular. Oysa diğer meteoritler – Dünya’ya en sık çarpanlar, karbonsuz kondritler – ana gezegenimizde ve iç güneş sisteminin başka yerlerinde görülen aynı potasyum izotop oranlarını içerir.

Shahar, “Bu bize, az karıştırılmış bir kek hamuru gibi, karbonlu kondritlerin oluştuğu güneş sisteminin dış bölgeleri ile yaşadığımız iç güneş sistemi arasında eşit bir malzeme dağılımı olmadığını gösteriyor” dedi.

Carnegie Earth ve gezegen bilimcileri yıllardır Dünya’nın uçucu elementlerinin kökenlerini ortaya çıkarmak için çalıştılar. Bu elementlerin bir kısmı dış güneş sisteminden buraya kadar karbonlu kondritlerin sırtlarında taşınmış olabilir. Bununla birlikte, karbonlu olmayan kondritlerde bulunan güneş öncesi potasyum izotoplarının modeli Dünya’da görülenle eşleştiğinden, bu göktaşları gezegenimizin potasyumunun muhtemel kaynağıdır.

Shahar, “Bilim adamlarının, güneşimizi doğuran güneş nebulasındaki koşulların tüm uçucu elementleri yakacak kadar sıcak olduğuna dair bir zamanlar uzun süredir devam eden bir inanca meydan okumaları ancak son zamanlarda oldu” diye ekledi. “Bu araştırma, uçucuların güneşin oluşumundan sağ çıkabileceğine dair yeni kanıtlar sağlıyor.”

Bu yeni bilgiyi gezegen oluşumu modellerimize uygulamak ve Dünya ile komşularının nasıl ortaya çıktığına dair uzun süredir var olan inançları düzeltip düzeltmediğini görmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç var.