Un venerdì sera del 1992, un meteorite ha concluso un viaggio di oltre 150 milioni di miglia schiantandosi contro il bagagliaio di una Chevrolet Malibu rossa a Peekskill, New York. Il proprietario dell'auto ha riferito che il residuo di 30 libbre dei primi giorni del nostro sistema solare era ancora caldo e odorava di zolfo.

Quasi 30 anni dopo, una nuova analisi di quello stesso meteorite Peekskill e di altri 17 da ricercatori dell'Università del Texas ad Austin e dell'Università del Tennessee, Knoxville, ha portato a una nuova ipotesi su come si siano formati gli asteroidi durante i primi anni del sistema solare.

I meteoriti studiati nella ricerca hanno avuto origine da asteroidi e servono come campioni naturali delle rocce spaziali. Indicano che gli asteroidi si sono formati attraverso un violento bombardamento e successivo riassemblaggio, una scoperta che va contro l'idea prevalente che il giovane sistema solare fosse un luogo pacifico.

Lo studio è stato pubblicato in stampa il 1 dicembre sulla rivista Geochimica et Cosmochimica Acta .

La ricerca è iniziata quando il coautore Nick Dygert era un borsista post-dottorato presso la Jackson School of Geosciences di UT, studiando le rocce terrestri utilizzando un metodo in grado di misurare i tassi di raffreddamento delle rocce da temperature molto elevate, fino a 1, 400 gradi Celsius.

Dygert, ora assistente professore all'Università del Tennessee, si rese conto che questo metodo, chiamato termometro a elementi delle terre rare (REE) in due pirosseni, poteva funzionare per le rocce spaziali, pure.

"Questa è una nuova tecnica davvero potente per utilizzare la geochimica per comprendere i processi geofisici, e nessuno lo aveva ancora usato per misurare i meteoriti, " disse Dyger.

Dagli anni '70, gli scienziati hanno misurato i minerali nei meteoriti per capire come si sono formati. Il lavoro ha suggerito che i meteoriti si sono raffreddati molto lentamente dall'esterno verso l'interno in strati. Questo "modello a guscio di cipolla" è coerente con un sistema solare relativamente pacifico in cui pezzi di roccia orbitano senza ostacoli. Ma quegli studi erano solo in grado di misurare i tassi di raffreddamento da temperature vicine a circa 500 gradi Celsius.

Quando Dygert e Michael Lucas, uno studioso post-dottorato presso l'Università del Tennessee che ha guidato il lavoro, applicato il metodo REE-in-due-pirosseni, con la sua sensibilità molto più elevata alla temperatura di picco, hanno trovato risultati inaspettati. Da circa 900 gradi Celsius fino a 500 gradi Celsius, le velocità di raffreddamento erano 1, Da 000 a 1 milione di volte più veloce che a temperature più basse.

Come si possono conciliare queste due velocità di raffreddamento molto diverse?

Gli scienziati hanno proposto che gli asteroidi si formassero in più fasi. Se il primo sistema solare fosse, proprio come il vecchio gioco Atari "Asteroids, "pieno di bombardamenti, grandi rocce sarebbero state fatte a pezzi. Quei pezzi più piccoli si sarebbero raffreddati rapidamente. in seguito, quando i piccoli pezzi si riassemblarono in asteroidi più grandi che vediamo oggi, le velocità di raffreddamento sarebbero diminuite.

Per verificare questa ipotesi di cumulo di macerie, Il professor Marc Hesse della Jackson School e lo studente di dottorato del primo anno Jialong Ren hanno costruito per la prima volta un modello computazionale di una storia termica in due fasi di asteroidi cumuli di macerie.

A causa del vasto numero di pezzi in un cumulo di macerie —10 ¹⁵ o mille trilioni - e la vasta gamma delle loro dimensioni, Ren ha dovuto sviluppare nuove tecniche per tenere conto dei cambiamenti di massa e di temperatura prima e dopo il bombardamento.

"Questo è stato un contributo intellettualmente significativo, " disse Assia.

Il modello risultante supporta l'ipotesi del cumulo di macerie e fornisce anche altri spunti. Un'implicazione è che il raffreddamento è rallentato così tanto dopo il rimontaggio non perché la roccia emette calore a strati. Piuttosto, era che il cumulo di macerie conteneva dei pori.

"La porosità riduce la velocità di conduzione del calore, "Ha detto Hesse. "In realtà ti raffreddi più lentamente di quanto avresti fatto se non ti fossi frammentato perché tutte le macerie fanno una specie di bella coperta. E questo è un po' poco intuitivo".

Tim Swindle del Lunar and Planetary Laboratory dell'Università dell'Arizona, che studia i meteoriti ma non è stato coinvolto nella ricerca, ha detto che questo lavoro è un grande passo avanti.

"Questo mi sembra un modello più completo, e hanno aggiunto dati a parte della domanda di cui le persone non hanno parlato, ma avrebbe dovuto essere. La giuria è ancora fuori, ma questo è un argomento forte".

La più grande implicazione della nuova ipotesi del cumulo di macerie, Dyger ha detto, è che queste collisioni hanno caratterizzato i primi giorni del sistema solare.

"Erano violenti, e hanno iniziato presto, " Egli ha detto.