26 aprile Il 1803 fu un giorno insolito nella cittadina di L'Aigle in Normandia, Francia – ha piovuto rocce.

oltre 3, 000 di loro caddero dal cielo. Fortunatamente, nessuno è stato ferito. L'Accademia francese delle scienze ha indagato e proclamato, basato su molte storie di testimoni oculari e sull'aspetto insolito delle rocce, che erano venuti dallo spazio.

La Terra è incessantemente colpita da rocce mentre orbita intorno al Sole, aggiungendo ogni giorno circa 50 tonnellate alla massa del nostro pianeta. meteoriti, come vengono chiamate queste rocce, sono facili da trovare nei deserti e nelle pianure di ghiaccio dell'Antartide, dove sporgono come un pollice dolorante. Possono anche atterrare nei cortili, tesori nascosti tra le ordinarie rocce terrestri. Dilettanti e professionisti raccolgono meteoriti, e quelli più interessanti arrivano nei musei e nei laboratori di tutto il mondo per l'esposizione e lo studio. Si comprano e si vendono anche su eBay.

Nonostante decenni di intensi studi da parte di migliaia di scienziati, non c'è consenso generale su come si sia formata la maggior parte dei meteoriti. Come astronomo e geologo, abbiamo recentemente sviluppato una nuova teoria di ciò che è accaduto durante la formazione del sistema solare per creare queste preziose reliquie del nostro passato. Poiché i pianeti si formano dalle collisioni di queste prime rocce, questa è una parte importante della storia della Terra.

Le misteriose condrule

Circa il 10% dei meteoriti è costituito da ferro puro. Questi si formano attraverso un processo a più fasi in cui un grande asteroide fuso ha abbastanza gravità da far affondare il ferro al suo centro. Questo costruisce un nucleo di ferro proprio come quello della Terra. Dopo che questo asteroide si è solidificato, può essere frantumato in meteoriti da collisioni con altri oggetti. I meteoriti di ferro sono antichi quanto il sistema solare stesso, dimostrando che i grandi asteroidi si sono formati rapidamente e quelli completamente fusi un tempo erano abbondanti.

L'altro 90% dei meteoriti sono chiamati "condriti" perché sono pieni di misteriosi, minuscole sfere di roccia conosciute come "chondrules". Nessuna roccia terrestre ha al suo interno qualcosa di simile a un condrulo. È chiaro che i condri si sono formati nello spazio durante un breve periodo di intenso riscaldamento quando le temperature hanno raggiunto il punto di fusione della roccia, intorno alle 3, 000 gradi Fahrenheit, per meno di un'ora. Cosa potrebbe spiegarlo?

I ricercatori hanno avanzato molte ipotesi negli ultimi 40 anni. Ma non è stato raggiunto alcun consenso su come sia avvenuto questo breve lampo di riscaldamento.

Il problema condrule è così notoriamente difficile e controverso che quando abbiamo annunciato ai colleghi alcuni anni fa che ci stavamo lavorando, la loro reazione è stata di sorridere, scuotere la testa e porgere le proprie condoglianze. Ora che abbiamo proposto una soluzione ci stiamo preparando per una risposta più critica, che va bene, perché è così che la scienza avanza.

Il modello flyby

La nostra idea è abbastanza semplice. La datazione radioattiva di centinaia di condri mostra che si sono formati tra 1,8 e 4 milioni di anni dopo l'inizio del sistema solare, circa 4,6 miliardi di anni fa. Durante questo periodo, asteroidi completamente fusi, i corpi genitori dei meteoriti di ferro, erano abbondanti. Le eruzioni vulcaniche su questi asteroidi hanno rilasciato enormi quantità di calore nello spazio intorno a loro. Qualsiasi oggetto più piccolo che passa durante un'eruzione subirà un breve, intenso scoppio di calore.

Per verificare la nostra ipotesi, abbiamo diviso la sfida. L'astronomo, erba, sgranocchiava i numeri per determinare la quantità di riscaldamento necessaria e per quanto tempo creare le condrule. Allora il geologo, legno verde, abbiamo usato una fornace nel nostro laboratorio a Wesleyan per ricreare le condizioni previste e vedere se potevamo creare i nostri condri.

Gli esperimenti si sono rivelati abbastanza riusciti.

Mettiamo della polvere fine dalle rocce terrestri con composizioni che ricordano la polvere spaziale in una piccola capsula, lo ha messo nella nostra fornace e ha fatto scorrere la temperatura attraverso l'intervallo previsto. Ne è uscito un condrule sintetico di bell'aspetto. Caso chiuso? Non così in fretta.

Due problemi sono emersi con il nostro modello. Innanzitutto, avevamo ignorato il problema più grande di come i chondrules siano diventati parte dell'intero meteorite. Qual è la loro relazione con il materiale tra le condrule, chiamato matrice? Inoltre, il nostro modello ci sembrava un po' troppo rischioso. Solo una piccola frazione della materia primitiva sarà riscaldata nel modo da noi proposto. Sarebbe abbastanza per spiegare tutti quei meteoriti pieni di condrule che colpiscono la Terra?

Fare interi meteoriti

Per affrontare questi problemi, abbiamo esteso il nostro modello iniziale per considerare il riscaldamento ravvicinato di un oggetto più grande, fino a pochi chilometri di diametro. Mentre questo materiale si avvicina a un asteroide caldo, parti di esso si vaporizzeranno come una cometa, risultando in un'atmosfera ricca di ossigeno e altri elementi volatili. Questo risulta essere proprio il tipo di atmosfera in cui si formano i condri, sulla base di precedenti studi chimici dettagliati.

Ci aspettiamo anche che il calore e la pressione del gas induriscano l'oggetto sorvolo in un intero meteorite attraverso un processo noto come pressatura isostatica a caldo, che viene utilizzato commercialmente per produrre leghe metalliche. Come i condri si sciolgono in piccole sfere, rilasceranno gas alla matrice, che intrappola quegli elementi mentre il meteorite si indurisce. Se condri e condri si formano insieme in questo modo, ci aspettiamo che la matrice venga potenziata esattamente negli stessi elementi in cui le condrule sono esaurite. Questo fenomeno, nota come complementarietà, ha, infatti, osservata da decenni, e il nostro modello ne fornisce una spiegazione plausibile.

Forse la caratteristica più nuova del nostro modello è che collega la formazione di condrule direttamente all'indurimento dei meteoriti. Poiché solo gli oggetti ben induriti provenienti dallo spazio possono attraversare l'atmosfera terrestre, ci aspetteremmo che i meteoriti nei nostri musei siano pieni di condri, come sono. Ma i meteoriti induriti pieni di condri sarebbero l'eccezione, non la regola, nello spazio, poiché si formano per un processo relativamente casuale:il passaggio ravvicinato caldo. Dovremmo sapere abbastanza presto se questa idea regge, poiché prevede che i condruli saranno rari sugli asteroidi. Sia il Giappone che gli Stati Uniti hanno missioni in corso sugli asteroidi vicini che restituiranno campioni nei prossimi anni.

Se quegli asteroidi sono pieni di condri, come i meteoriti induriti che arrivano sulla superficie terrestre, allora il nostro modello può essere scartato e la ricerca di una soluzione al famoso problema delle condrule può continuare. Se, d'altra parte, i condruli sono rari sugli asteroidi, allora il modello flyby avrà superato un test importante.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.