Il nuovo lavoro condotto da Peng Ni e Anat Shahar di Carnegie scopre nuovi dettagli sugli oggetti planetari più antichi del nostro Sistema Solare, che si è rotto in collisioni molto tempo fa per formare meteoriti ricchi di ferro. Le loro scoperte rivelano che le distinte firme chimiche di questi meteoriti possono essere spiegate dal processo di cristallizzazione del nucleo nei loro corpi genitori, approfondire la nostra comprensione della geochimica che si verifica nella giovinezza del Sistema Solare. Sono pubblicati da Geoscienze naturali .

Molti dei meteoriti che hanno attraversato l'atmosfera del nostro pianeta e si sono schiantati sulla sua superficie un tempo facevano parte di oggetti più grandi che si sono disintegrati ad un certo punto della storia del nostro Sistema Solare. La somiglianza delle loro composizioni chimiche dice agli scienziati che hanno avuto origine come parte di corpi genitori comuni, anche se arrivarono qui a distanza di secoli e in luoghi molto diversi.

Decifrare i processi geologici che hanno modellato questi corpi genitori potrebbe insegnarci di più sulla storia del nostro Sistema Solare e sugli anni formativi della Terra. Per capire veramente cosa rende il nostro pianeta capace di sostenere la vita, e cercare mondi abitabili altrove, è cruciale capire il suo interno, passato e presente.

"Come i pianeti rocciosi del nostro Sistema Solare, questi planetesimi si sono accumulati dal disco di polvere e gas che ha circondato il nostro Sole nella sua giovinezza, " ha spiegato l'autore principale Ni. "E come sulla Terra, infine, il materiale più denso sprofondava verso il centro, formando strati distinti".

Si pensava che i meteoriti di ferro fossero i resti dei nuclei del loro antico, corpi genitori divisi.

"Una storia di come i loro strati si sono differenziati è registrata nella loro composizione chimica, se possiamo leggerlo, " ha detto Shahar.

Ci sono quattro isotopi stabili del ferro. (Ogni elemento contiene un numero univoco di protoni, ma i suoi isotopi hanno un numero variabile di neutroni.) Ciò significa che ogni isotopo di ferro ha una massa leggermente diversa dagli altri. Di conseguenza, alcuni isotopi sono preferiti da certe reazioni chimiche, che, a sua volta, influenza la proporzione di quell'isotopo nei prodotti finali della reazione.

Le tracce di questo favoritismo possono essere trovate in campioni di roccia e possono aiutare a chiarire i processi che hanno forgiato questi corpi progenitori di meteoriti.

Precedenti ricerche sui rapporti degli isotopi di ferro nei meteoriti di ferro hanno portato a un'osservazione sconcertante:rispetto alla materia prima da cui sono stati costruiti i loro corpi genitori, sono arricchiti in isotopi pesanti di ferro.

Insieme a Nancy Chabot e Caillin Ryan del Laboratorio di Fisica Applicata della Johns Hopkins University, Ni e Shahar hanno stabilito che questo arricchimento può essere spiegato interamente dalla cristallizzazione del nucleo di un oggetto genitore.

I ricercatori usano il mimetismo in laboratorio per simulare le temperature di cristallizzazione del nucleo nei corpi genitori di meteoriti di ferro. Modelli sofisticati del processo di cristallizzazione che includono altre concentrazioni elementari, ad esempio, d'oro e d'iridio, così come gli isotopi del ferro, hanno confermato i loro risultati.

"Questa migliore comprensione della cristallizzazione del nucleo si aggiunge alla nostra conoscenza del periodo formativo del nostro Sistema Solare, "Ni ha concluso.