隕石和地球行星的同位素組成為太陽系的最早歷史和行星形成過程提供了重要線索。

勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的科學(xué)家和明斯特大學(xué)的合作者回顧了最近的工作，這些工作表明隕石如何在非碳質(zhì)(NC)和碳質(zhì)(CC —含碳或其化合物的巖石或沉積物)組之間表現(xiàn)出基本的同位素二分法。這很可能代表了太陽系內(nèi)部和外部的物質(zhì)。該研究發(fā)表在“自然天文學(xué)”雜志上。

太陽系是在45億年前通過分子云核的重力坍縮而形成的，這導(dǎo)致了由氣體和塵埃組成的繞太陽圓盤的形成(有時(shí)稱為太陽星云)。該盤最終轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)行星系統(tǒng)，該系統(tǒng)由單個(gè)中心恒星，太陽組成，太陽系被內(nèi)部太陽系中的四個(gè)陸地行星，外部太陽系中的四個(gè)大行星(除“雪線”之外)和多個(gè)較小的天體所包圍包括小行星，衛(wèi)星，矮行星和彗星。

LLNL的宇宙化學(xué)家托馬斯·克魯伊爾(Thomas Kruijer)說：“要了解太陽系如何向當(dāng)今的構(gòu)造演化，必須以非常高的時(shí)空分辨率重建太陽系歷史最早階段發(fā)生的事件和過程。”紙。

盡管天文觀測(cè)和動(dòng)力學(xué)建模為原行星盤的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)以及行星的增生過程提供了基本的見識(shí)，但對(duì)隕石的研究允許以空前的時(shí)空分辨率重建太陽系的最早歷史。

同位素比率測(cè)量精度的最新分析進(jìn)展不僅使隕石的測(cè)量精度達(dá)到了數(shù)百萬年，而且還可以識(shí)別出獨(dú)特的核合成同位素特征。這使科學(xué)家能夠識(shí)別行星材料之間的遺傳聯(lián)系，并有助于限制給定隕石起源的圓盤面積。

大多數(shù)隕石來自火星和木星之間主要小行星帶中的小行星，傳統(tǒng)上被視為今天形成它們的物體的樣本。然而，最近，隨著在NC和CC隕石的核合成同位素特征中觀察到的基本遺傳二分法的發(fā)現(xiàn)，這種觀點(diǎn)發(fā)生了巨大變化。這一發(fā)現(xiàn)與建立隕石母體增生的精確年代學(xué)相結(jié)合，使將氣象學(xué)約束整合到了大型的盤狀演化和行星形成模型中。

非碳-碳隕石二分法

核合成同位素異常是由前太陽相的不均勻分布引起的，并最終反映出太陽系并入了來自不同恒星源的物質(zhì)。從原始隕石中包含的太陽前粒子的分析中可以明顯看出，太陽系的分子云由同位素組成強(qiáng)烈變化的材料組成。盡管太陽系的母體分子云和/或繞太陽盤內(nèi)的過程使這些物質(zhì)相對(duì)均質(zhì)化，但仍存在小異質(zhì)性，這些異質(zhì)性已在隕石成分，整體隕石和行星的規(guī)模上進(jìn)行了采樣。已經(jīng)確定了許多元素的核合成同位素異常。該團(tuán)隊(duì)專注于這些元素(氧氣，鉻，鈦，??鉬，鎳，

克魯伊爾說：“ NC-CC二分法很可能反映了早期太陽系被木星隔開的內(nèi)外盤分離。”

研究小組表示，將隕石母體增生的時(shí)間順序與NC-CC二分法聯(lián)系起來，可提供有關(guān)太陽原行星盤動(dòng)力學(xué)和大規(guī)模結(jié)構(gòu)，木星的形成和生長歷史以及地球行星增生動(dòng)力學(xué)的新見解，包括向地球輸送水和高揮發(fā)性物種。