Součástí rané sluneční soustavy byly i asteroidy, jež zůstaly podle astronomů během miliard let od jejího vzniku v podstatě nezměněny. Jsou to jakési kamenné časové kapsle, do nichž je vložena zpráva o této dávné epoše. Měly totiž své pláště, jež ochránily jejich nitro před vesmírným zvětráváním.

Ne všechny ale zůstaly celé. Opakované nárazy a srážky strhly u některých z jejich železných jader izolační plášť, a tato jádra pak rozbily na kusy. A tyto fragmenty dopadly v určitých případech v podobě železných meteoritů na Zemi. Pro vědce představují vítané vodítko při hledání odpovědi na otázku, jak mladá sluneční soustava vypadala.

Palladium, stříbro a platina

Nová studie se zabývala izotopy palladia, stříbra a platiny. Měřením množství těchto izotopů mohli autoři přísněji omezit načasování některých událostí v rané sluneční soustavě. Studii pod názvem „Rozptyl sluneční mlhoviny omezený dopady a ochlazování jádra v planetesimálech“ zveřejnil odborný titul Nature Astronomy. Její hlavní autorkou je Alison Huntová ze Švýcarského federálního technologického institutu v Curychu a Národního centra kompetence ve výzkumu planetesimál. Informuje o tom Universe Today. 

Ilustrace přistání sondy z mise DAVINCI na povrchu Venuše.
NASA chce přistát na Venuši. Poletí tam nezničitelná sonda

„Předchozí vědecké studie ukázaly, že asteroidy zůstaly ve sluneční soustavě od svého vzniku před miliardami let relativně nezměněny. Jsou tedy archivem, uchovávajícím podmínky rané sluneční soustavy,“ uvedla Huntová.

A protože současná věda zná poločasy rozpadu různých prvků na jiné prvky, může ze zkoumání izotopů v meteoritech zjistit leccos o tom, jak dlouho různé etapy dění rané sluneční soustavy trvaly. Jádro studie tvořil rozpadový řetězec 107Pd–107Ag s poločasem rozpadu asi 6,5 milionu let, jenž se používá k detekci přítomnosti nuklidů s krátkou životností z rané sluneční soustavy.

Vědci shromáždili vzorky 18 různých železných meteoritů, které byly kdysi součástí železných jader asteroidů, a izolovali v nich palladium, stříbro a platinu. Pak použili hmotnostní spektrometr k měření koncentrací různých izotopů těchto tří prvků. Rozhodující byl konkrétní izotop stříbra.

Volně plovoucí, takzvaná nezbedná planeta (rogue planet).
Cestovat vesmírem jde i bez kosmické lodi, tvrdí studie. Může to spasit lidstvo

Během prvních několika milionů let historie sluneční soustavy zahřívaly rozkládající se radioaktivní izotopy kovová jádra asteroidů. Jak se ochlazovaly a více izotopů se rozkládalo, hromadil se v jádrech izotop stříbra (107Ag). Vědci změřili poměr 107Ag k ostatním izotopům a určili, jak rychle ochlazení jader asteroidů trvalo a kdy k němu došlo.

Vznik sluneční soustavy v šesti minutách:

Zdroj: Youtube

Šlo to rychle a byl to chaos

„Naše další měření hojnosti izotopů platiny nám umožnila opravit zkreslení u izotopů stříbra, k nimž došlo v důsledku kosmického ozáření vzorků ve vesmíru. Byli jsme tedy schopni určit přesněji než kdy předtím datování kolizí. A k našemu překvapení byla všechna jádra asteroidů, která jsme zkoumali, exponována téměř současně, v časovém rámci 7,8 až 11,7 milionu let po zformování sluneční soustavy,“ uvedla Huntová.

Časové rozpětí čtyř milionů let je v astronomii krátké. Během této krátké doby byla jádra všech měřených asteroidů obnažená, což znamená, že srážky s jinými objekty strhly jejich izolační pláště, bez nichž se všechna jádra chladila současně. Už dřívější studie ukázaly, že ochlazení bylo rychlé, ale nemohly tak jasně omezit časový rámec.

Nalezené poměry izotopů v asteroidech svědčí podle výzkumného týmu o tom, že raná sluneční soustava musela být velmi chaotickým místem, v němž docházelo k četným kolizím - a ty připravovaly asteroidy o pláště. „Zdá se, že v té době se to dělo všechno najednou, a my jsme chtěli vědět proč. Proč nastalo období tak chaotických kolizí?“ ptá se Huntová.

Možná vysvětlení

Podle studie připadá v úvahu několik možností. První se týká obřích planet sluneční soustavy. Pokud by v té době migrovaly nebo byly nějak nestabilní, mohly vnitřní sluneční soustavu reorganizovat a narušit malá tělesa, jako jsou asteroidy. Tím by spustily období zvýšených kolizí.

Další možností je odpor plynu ve sluneční mlhovině. Když bylo Slunce protohvězdou, obklopoval je stejně jako jiné hvězdy oblak plynu a prachu zvaný sluneční mlhovina. Tento disk obsahoval asteroidy, a nakonec se v něm utvořily i planety. Ale během několika prvních milionů let sluneční soustavy se změnil.

Drobné kousky kamene Hypatia, nalezeného v Egyptě, na základě jejichž analýzy vědci usuzují, že kámen je pozůstatkem exploze supernovy. Velikost fragmentů ilustruje k nim přiložená mince.
Egypt ukrýval poklad nevyčíslitelné hodnoty. Unikátní kámen šokoval vědce

Zpočátku byl plyn hustý, což zpomalovalo pohyb objektů, jako jsou asteroidy a planetesimály s plynovým odporem. Ale jak se Slunce rozvíjelo, produkovalo více slunečního větru a záření, a ty rozptylovaly sluneční mlhovinu. Čím víc klesala její hustota, tím se zpomaloval její vliv na tělesa. Bez tlumícího účinku hustého plynu se pak asteroidy zrychlovaly a narážely do sebe stále častěji.

„Právě teorie, že to způsobil rozptyl sluneční mlhoviny, vysvětluje tuto ranou energetickou fázi sluneční soustavy nejlépe. Sluneční mlhovina je zbytkem plynu, který zbyl z kosmického mračna, z něhož se zrodilo Slunce. Několik milionů let stále obíhala kolem mladého Slunce, dokud ji neodfoukly sluneční větry a radiace,“ tvrdí spoluautorka studie Maria Schönbächlerová.

„Naše práce ilustruje, jak nám vylepšení laboratorních měřicích technik umožňují odvodit klíčové procesy probíhající v rané sluneční soustavě, kdy byly planety jako Země stále v procesu zrodu. V konečném důsledku nám to může pomoci lépe porozumět nejen tomu, jak se tyto planety zrodily, ale také nám to umožní blíže poznat i ty, jež se vyskytují mimo naši sluneční soustavu,“ uzavřela Schönbächlerová.