In un nuovo articolo pubblicato sulla rivista Comunicazioni Natura Terra e Ambiente, ricercatori dell'Università di Rochester sono stati in grado di utilizzare il magnetismo per determinare, per la prima volta, quando gli asteroidi condriti carboniosi, asteroidi ricchi di acqua e amminoacidi, arrivarono per la prima volta nel sistema solare interno. La ricerca fornisce dati che aiutano a informare gli scienziati sulle prime origini del sistema solare e sul perché alcuni pianeti, come la Terra, diventavano abitabili e potevano sostenere condizioni favorevoli alla vita, mentre altri pianeti, come Marte, no.

La ricerca fornisce anche agli scienziati dati che possono essere applicati alla scoperta di nuovi esopianeti.

"C'è un particolare interesse nel definire questa storia, in riferimento all'enorme numero di scoperte di esopianeti, per dedurre se gli eventi potrebbero essere stati simili o diversi nei sistemi esosolari, "dice Giovanni Tarduno, il William R. Kenan, Jr., Professore presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dell'Ambiente e preside della ricerca per le Arti, Scienze e ingegneria a Rochester. "Questa è un'altra componente della ricerca di altri pianeti abitabili".

Risolvere un paradosso usando un meteorite in Messico

Alcuni meteoriti sono pezzi di detriti provenienti da oggetti spaziali come gli asteroidi. Dopo essersi separati dai loro "corpi genitoriali, " questi pezzi sono in grado di sopravvivere passando attraverso l'atmosfera e alla fine colpire la superficie di un pianeta o di una luna.

Lo studio della magnetizzazione dei meteoriti può dare ai ricercatori un'idea migliore di quando si sono formati gli oggetti e dove si trovavano all'inizio della storia del sistema solare.

"Ci siamo resi conto diversi anni fa che potevamo usare il magnetismo dei meteoriti derivati ​​dagli asteroidi per determinare la distanza di questi meteoriti dal sole quando si sono formati i loro minerali magnetici, "dice Tarduno.

Per saperne di più sull'origine dei meteoriti e dei loro corpi genitori, Tarduno e i ricercatori hanno studiato i dati magnetici raccolti dal meteorite Allende, che cadde sulla Terra e atterrò in Messico nel 1969. Il meteorite di Allende è il più grande meteorite di condrite carboniosa trovato sulla Terra e contiene minerali - inclusioni di calcio e alluminio - che si pensa siano i primi solidi formati nel sistema solare. È uno dei meteoriti più studiati ed è stato considerato per decenni il classico esempio di meteorite proveniente da un asteroide primitivo.

Al fine di determinare quando gli oggetti si sono formati e dove si trovavano, i ricercatori hanno dovuto prima affrontare un paradosso sui meteoriti che stava confondendo la comunità scientifica:in che modo i meteoriti hanno acquisito magnetizzazione?

Recentemente, è sorta una controversia quando alcuni ricercatori hanno proposto che meteoriti di condrite carboniosa come Allende fossero stati magnetizzati da una dinamo centrale, come quello della Terra. La Terra è conosciuta come un corpo differenziato perché ha una crosta, mantello, e core che sono separati per composizione e densità. All'inizio della loro storia, i corpi planetari possono guadagnare abbastanza calore in modo che vi sia una fusione diffusa e il materiale denso, il ferro, affondi al centro.

Nuovi esperimenti dello studente laureato di Rochester Tim O'Brien, il primo autore del saggio, ha scoperto che i segnali magnetici interpretati dai ricercatori precedenti non provenivano effettivamente da un nucleo. Anziché, O'Brien ha trovato, il magnetismo è una proprietà degli insoliti minerali magnetici di Allende.

Determinazione del ruolo di Giove nella migrazione degli asteroidi

Avendo risolto questo paradosso, O'Brien è stato in grado di identificare meteoriti con altri minerali in grado di registrare fedelmente le prime magnetizzazioni del sistema solare.

Il gruppo magnetico di Tarduno ha quindi combinato questo lavoro con il lavoro teorico di Eric Blackman, professore di fisica e astronomia, e simulazioni al computer guidate dallo studente laureato Atma Anand e Jonathan Carroll-Nellenback, uno scienziato computazionale presso il Laboratorio di Rochester per l'energia laser. Queste simulazioni hanno mostrato che i venti solari avvolgevano i primi corpi del sistema solare ed era questo vento solare che magnetizzava i corpi.

Utilizzando queste simulazioni e questi dati, i ricercatori hanno determinato che gli asteroidi progenitori da cui si sono staccati i meteoriti di condrite carboniosa sono arrivati ​​nella fascia degli asteroidi dal sistema solare esterno circa 4, 562 milioni di anni fa, entro i primi cinque milioni di anni di storia del sistema solare.

Tarduno afferma che le analisi e la modellazione offrono più supporto per la cosiddetta teoria del grand tack del moto di Giove. Mentre un tempo gli scienziati pensavano che i pianeti e altri corpi planetari si formassero da polvere e gas a una distanza ordinata dal sole, oggi gli scienziati si rendono conto che le forze gravitazionali associate ai pianeti giganti, come Giove e Saturno, possono guidare la formazione e la migrazione di corpi planetari e asteroidi. La teoria del grand tack suggerisce che gli asteroidi fossero separati dalle forze gravitazionali del gigantesco pianeta Giove, la cui successiva migrazione ha poi mescolato i due gruppi di asteroidi.

Aggiunge, "Questo primo movimento di asteroidi condriti carboniosi pone le basi per un'ulteriore dispersione di corpi ricchi di acqua, potenzialmente sulla Terra, più avanti nello sviluppo del sistema solare, e potrebbe essere un modello comune ai sistemi di esopianeti".