ماذا لو كان لنظامنا الشمسي جيل آخر من الكواكب التي تكونت من قبل أو بجانب الكواكب التي لدينا اليوم؟ تقدم دراسة جديدة نُشرت في Nature Communications في 17 أبريل 2018 أدلة تشير إلى أن هذا ما حدث. كانت الكواكب من الجيل الأول ، أو الكوكب ، قد دمرت خلال التصادمات في الأيام الأولى من النظام الشمسي واجتاحت الكثير من الحطام في تكوين أجسام جديدة.
هذه ليست نظرية جديدة ، لكن دراسة جديدة تجلب أدلة جديدة لدعمها.
الدليل في شكل نيزك اصطدم بالصحراء النوبية السودانية في عام 2008. النيزك يعرف باسم 2008 TC3 ، أو نيزك الماهاتا سيتا. يوجد داخل النيزك بلورات صغيرة تسمى الماسات النانوية التي ، وفقًا لهذه الدراسة ، يمكن أن تكونت فقط في ظروف الضغط العالي داخل نمو الكوكب. هذا يتناقض مع التفكير السابق حول هذه النيازك التي تشير إلى أنها تشكلت نتيجة لموجات صدمة قوية تم إنشاؤها في التصادمات بين أجسام الوالدين.
"نحن نثبت أن هذه الماسات الكبيرة لا يمكن أن تكون نتيجة لصدمة ولكن بدلاً من النمو الذي حدث داخل كوكب." - شارك في تأليف الدراسة فيليب جيليت
تظهر نماذج التكوين الكوكبي أن الكواكب الأرضية تتكون من تراكم الأجسام الصغيرة في أجسام أكبر وأكبر. اتبع العملية لفترة كافية ، وينتهي بك الأمر مع كواكب مثل الأرض. عادةً ما تكون الأجسام الأصغر التي تنضم معًا بين حجم القمر والمريخ. ولكن من الصعب العثور على دليل على هذه الأجسام الصغيرة.
يمكن أن يقدم نوع واحد من النيازك الفريد والنادر ، يُدعى ureilite ، أدلة لدعم النماذج ، وهذا ما سقط على الأرض في الصحراء النوبية في عام 2008. يُعتقد أن Ureilites هي بقايا كوكب مفقود تم تكوينه في أول 10 مليون سنة من النظام الشمسي ، ثم دمر في حادث تصادم.
Ureilites تختلف عن النيازك الحجرية الأخرى. تحتوي على عنصر أعلى من الكربون من النيازك الأخرى ، ومعظمها في شكل الماس النانوي المذكور أعلاه. قام باحثون من سويسرا وفرنسا وألمانيا بفحص الماس داخل TC3 لعام 2008 ، وقرروا أنه ربما يكون قد تم تشكيله في كوكب أولي صغير منذ 4.55 مليار سنة مضت.
قال فيليب جيليت ، أحد مؤلفي الدراسة ، في مقابلة مع وكالة أسوشيتد برس: "نحن نثبت أن هذه الماسات الكبيرة لا يمكن أن تكون نتيجة لصدمة ولكن بدلاً من النمو الذي حدث داخل كوكب."
وفقا للبحث المقدم في هذه الورقة ، تم تشكيل هذه الماسات النانوية تحت ضغوط من 200،000 بار (2.9 مليون رطل لكل بوصة مربعة). وهذا يعني أن الكوكب الأصلي الغامض كان يجب أن يكون بحجم كوكب عطارد ، أو حتى المريخ.
مفتاح الدراسة هو حجم الماسات النانوية. تظهر نتائج الفريق وجود بلورات ماسية بحجم 100 ميكرومتر. على الرغم من أن الماسات النانوية قد تم تقسيمها منذ ذلك الحين بعملية تسمى الجرافيت ، إلا أن الفريق واثق من أن هذه البلورات الكبيرة موجودة. ويمكن أن تكون قد تشكلت فقط من خلال نمو الضغط العالي الثابت في باطن كوكب. موجة صدمة التصادم لا يمكن أن تفعل ذلك.
لكن الجسم الأم لنيزك اليوريت في الدراسة كان يجب أن يكون خاضعا للتصادم ، وإلا أين هو؟ في حالة هذا النيزك ، لا يزال التصادم وموجة الصدمة الناتجة تلعب دورًا.
تستمر الدراسة لتقول أن التصادم وقع بعد مرور بعض الوقت على تكوين الجسم الأم. وكان من الممكن أن ينتج عن هذا التصادم موجة الصدمة التي تسببت في رسم الرسوم البيانية للماس النانوي.
والدليل الرئيسي هو في ما يسمى بصور المجهر الإلكتروني النافذ عالي الدقة (HAADF) صور الفحص المجهري الإلكتروني (STEM) ، كما هو موضح أعلاه. الصورة عبارة عن صورتين في صورة واحدة ، والصورة على اليمين عبارة عن تكبير لجزء من الصورة على اليسار. على اليسار ، تشير الخطوط الصفراء المنقطة إلى مناطق بلورات الماس منفصلة عن مناطق الجرافيت. على اليمين يوجد تكبير للمربع الأخضر.
مسارات الدمج هي ما هو مهم هنا. على اليمين ، يتم تمييز مسارات التضمين بالخطوط البرتقالية. تشير بوضوح إلى خطوط التضمين التي تطابق بين قطع الماس المجاورة. لكن خطوط التضمين غير موجودة في الجرافيت المتداخل. في الدراسة ، يقول الباحثون أن هذا "دليل مورفولوجي لا يمكن إنكاره على أن الشوائب الموجودة في الماس قبل أن يتم تقسيمها إلى قطع أصغر عن طريق الجرافيت".
للتلخيص ، هذا يدعم فكرة أن كوكبًا صغيرًا بين حجم عطارد والمريخ قد تشكل في أول 10 ملايين سنة من النظام الشمسي. داخل هذا الجسم ، تشكلت الماسات النانوية الكبيرة بنمو الضغط العالي. في نهاية المطاف ، تورط ذلك الجسم الأم في تصادم ، مما أدى إلى موجة صدمة. ثم تسببت موجة الصدمة في رسم الجرافيك للماس النانوي.
إنه دليل مثير للاهتمام ويتناسب مع ما نعرفه عن تكوين وتطور نظامنا الشمسي.
مصادر:
- جسم كوكبي كبير يستنتج من شوائب الماس في نيزك يوريلايت
- دراسة: الماس من السماء ربما يكون قد جاء من "كوكب ضائع"
