Näyte meteoriitista Erg Chech 002
Tutkiessaan vanhinta tunnettu eriytettyä meteoriittia, Erg Chech 002 (EC 002), he ovat luoneet uuden viitearvon radioaktiivisen isotoopin alkuperäiselle runsaudelle, samalla kun he ovat paljastaneet asteroidien metalliydinten muodostumisprosessien varhaisuuden.
Isotooppi 60Fe, jonka puoliintumisaika on 2,62 miljoonaa vuotta, ei enää esiinny aurinkokunnassa. Kuitenkin sen hajoamistuote, joka on edelleen läsnä näytteissä, 60Ni, mahdollistaa sen alkuperäisen runsauden päättelemisen, mikä on keskeinen parametri planetesimaalien metalliydinten muodostumisen ajoittamiseksi — näiden planeettojen esimuotojen. Aikaisemmin 60Fen alkuperäisen runsauden arvioinnit vaihtelivat suuresti, vaihdellen 10⁻⁹:stä 10⁻⁶:een, mikä teki sen käytöstä kosmisena ajanmittarina epävarmaa.
Tässä tutkimuksessa tutkijat kehittivät uuden menetelmän nikkeli-isotooppien analysoimiseksi, yhdistäen vertaansa vailla olevan herkkyyden ja tarkkuuden MC-ICP-MS-massaspektrometrian avulla. Tämä lähestymistapa mahdollisti tarkasti määrittää alkuperäisen suhteen 60Fe/56Fe arvoksi (7,71 ± 0,47) × 10⁻⁹, mikä on viisi kertaa tarkempi kuin aikaisemmat arviot.
Tämä tulos, jota nyt suositellaan standardiviitearvona, vahvistaa, että radioaktiivinen isotooppi 60Fe on peräisin tähtienvälisestä ympäristöstä, poistaen mahdollisuuden myöhäisestä injektiosta supernovien kautta varhaisessa aurinkokunnassa.
Asteroidiydinten varhainen muodostuminen
Käyttäen 60Fe-60Ni aikajanoja, tutkijat ajoittivat myös useiden asteroidien metalliydinten muodostumisen:- EC 002: eriytetty metalli vain ~0,82 miljoonaa vuotta aurinkokunnan muodostumisen jälkeen.
- Asteroidi Vesta-4: ytimen muodostuminen ~0,95 miljoonaa vuotta.
- Angriittien vanhempi keha: muodostuminen ~2,27 miljoonaa vuotta.
Nämä tulokset osoittavat, että asteroidien eriytyminen — eli niiden muuttuminen erillisellä ytimellä, vaipalla ja kuorella varustetuiksi kappaleiksi — tapahtui äärimmäisen varhain, aurinkokunnan syntymän kahden ensimmäisen miljoonan vuoden aikana. Suurin osa nykyisin omistamme meteoriittifragmentteista on siis peräisin näistä nopeasti muodostuneista kappaleista.
Odottamaton lämpö- ja vulkaaninen monimuotoisuus
Tutkimus paljastaa myös EC 002:n vanhemman planeetan lämpökehityksen vaiheet. Chondriittisen kuoren stabiloitumisen jälkeen magmakäytävän ylle metallierottelu tapahtui kohtuullisissa lämpötiloissa (1000 °C - 1200 °C), ennen intensiivistä silikaattisulatusilmiötä 1,62 miljoonaa vuotta sitten.Nämä havainnot valaisevat varhaisten planetesimaalien vulkaanisten prosessien ja kehityspolkujen monimuotoisuutta.
Viite:
Fang, Moynier, Chaussidon, Limare, Majhatadze, Villeneuve.
The initial solar system abundance of 60Fe and early core formation of the first asteroids.
Science Advances.