Il sistema solare come lo conosciamo si è formato circa 4,6 miliardi di anni fa quando i campi di polvere interstellare orbitanti attorno al sole si sono aggregati in pianeti e oggetti più piccoli. Le particelle di polvere presilari non esistono più nel sistema solare interno, come furono anni fa distrutte, riformato, e riaggregato in più fasi. Dal vantaggio di un così lungo periodo di tempo, gli astronomi possono solo trarre deduzioni sulla sua composizione e sui processi che hanno portato all'attuale configurazione del sistema solare, portando strumenti avanzati sulla Terra, in orbita, e nello spazio profondo per raccogliere prove.

La polvere presolare è distribuita dalle comete in tutto il sistema solare, e l'analisi a terra dei coma cometari ha rivelato che questa polvere contiene le cosiddette GEMS, un acronimo per vetro con metallo e solfuri incorporati, ritenuto privo di carbonio. E alcuni hanno componenti di a-silicato isotopicamente anomali che potrebbero aver avuto origine solo in altre stelle, il che significa che comprendono campioni conservati del mezzo interstellare.

Ora, una collaborazione multi-istituzionale di ricercatori ha pubblicato uno studio che trae molteplici inferenze sulla natura della polvere presolari sulla base di queste osservazioni, così come i dati raccolti dal Cosmic Dust Analyzer (CDA) a bordo dell'orbiter Cassini Saturn durante la sua missione di due decenni; nella loro carta, pubblicato in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , presentano una descrizione dettagliata dell'aggregazione della polvere presolare che si adatta ai nuovi dati.

Iniziano proponendo che le GEMME si siano formate all'interno del mezzo interstellare tramite la frantumazione dei grani, amorfizzazione ed erosione da shock di supernova, e conobbe successivi periodi di aggregazione. "Con ripetuti cicli dentro e fuori le nuvole molecolari fredde, la polvere ammantata e gli eventuali aggregati sono stati ripetutamente e progressivamente parzialmente distrutti e riformati. I dati della missione Cassini suggeriscono la presenza di ferro metallico nella polvere interstellare contemporanea, scrivono i ricercatori. Ritengono che l'irradiazione all'interno del mezzo interstellare abbia fornito energia sufficiente per incorporare piccole quantità di atomi di metallo all'interno dei silicati amorfi che compongono la polvere.

Dopo il collasso della nube molecolare presolare, queste GEMS impregnate di metallo di prima generazione aggregate con grani cristallini che sono stati probabilmente trasportati dalla calda nebulosa solare interna, creazione di aggregati di seconda generazione, che sono stati poi probabilmente incorporati in piccoli, corpi di comete ghiacciate. "Suggeriamo che la seconda aggregazione si sia verificata nelle regioni esterne della nube collassante o del giovane disco protoplanetario in seguito alla condensazione dei silicati ad alte temperature, " loro scrivono.

I ricercatori osservano che i complessi organici nei grani ricoperti di ghiaccio devono aver sperimentato un ambiente ad alta radiazione prima di essere incorporati in corpi più grandi, che potrebbe essere il risultato della diffusione verticale della polvere al di sopra del piano medio del sistema solare.

I ricercatori concludono notando che il loro quadro è incompleto, e molti dei dati sono ancora approssimativi, ad esempio la composizione elementare di GEMS a volte corrisponde solo alla composizione elementare solare collettivamente, presentando anomalie chimiche a risoluzione più elevata. Ma credono di aver fornito vincoli allo sviluppo del sistema solare e all'aggregazione della polvere presolare che informeranno studi futuri, osservazioni e modelli.

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