Meteorit yang Membantu Pembentukan Bumi Mungkin Berasal dari Tata Surya Luar

Bukti menunjukkan mineral permukaan asteroid sabuk utama luar, yang diusulkan sebagai sumber bahan bangunan air dan kehidupan di Bumi, hanya stabil pada suhu rendah. Asteroid ini terbentuk di orbit yang jauh dan dapat membantu menjelaskan komposisi Bumi.

Tata Surya kita diyakini telah terbentuk dari awan gas dan debu, yang disebut nebula surya, yang mulai mengembun dengan sendirinya secara gravitasi ~ 4,6 miliar tahun yang lalu. Saat awan ini berkontraksi, ia mulai berputar dan membentuk dirinya menjadi piringan yang berputar di sekitar massa gravitasi tertinggi di pusatnya, yang akan menjadi Matahari kita.

IMAGESGambar: asset-a.grid.id

Tata surya kita mewarisi semua komposisi kimianya dari bintang sebelumnya atau bintang yang meledak sebagai supernova. Matahari kita mengambil sampel umum dari bahan ini saat terbentuk, tetapi bahan sisa dalam piringan mulai bermigrasi berdasarkan kecenderungannya untuk membeku pada suhu tertentu. Saat Matahari tumbuh cukup padat untuk memulai reaksi fusi nuklir dan menjadi bintang, ia mengambil sampel umum dari bahan ini saat terbentuk, tetapi residu dalam piringan membentuk bahan padat untuk membentuk benda planet berdasarkan kecenderungannya untuk membeku pada waktu tertentu. suhu.

Saat Matahari menyinari piringan di sekitarnya, ia menciptakan gradien panas di tata surya awal. Untuk alasan ini, planet-planet dalam, Merkurius, Venus , Bumi, dan Mars , sebagian besar adalah batuan (kebanyakan terdiri dari unsur-unsur yang lebih berat, seperti besi, magnesium, dan silikon), sedangkan planet-planet luar sebagian besar terdiri dari unsur-unsur yang lebih ringan, terutama hidrogen. , helium, karbon, nitrogen, dan oksigen.

Bumi diyakini telah terbentuk sebagian dari meteorit berkarbon, yang diperkirakan berasal dari asteroid sabuk utama luar. Pengamatan teleskopik dari asteroid sabuk utama luar mengungkapkan fitur reflektansi umum 3,1 m yang menunjukkan bahwa lapisan luarnya menampung es air atau lempung amonia, atau keduanya, yang hanya stabil pada suhu yang sangat rendah. Menariknya, meskipun beberapa bukti menunjukkan bahwa meteorit berkarbon berasal dari asteroid semacam itu, meteorit yang ditemukan di Bumi umumnya tidak memiliki fitur ini. Sabuk asteroid dengan demikian menimbulkan banyak pertanyaan bagi para astronom dan ilmuwan planet.

Sebuah studi baru yang dipimpin oleh para peneliti di Earth-Life Science Institute (ELSI) di Tokyo Institute of Technology menunjukkan bahan-bahan asteroid ini mungkin telah terbentuk sangat jauh di awal Tata Surya kemudian diangkut ke Tata Surya bagian dalam melalui proses pencampuran yang kacau. Dalam studi ini, kombinasi pengamatan asteroid menggunakan teleskop ruang angkasa AKARI Jepang dan pemodelan teoritis reaksi kimia di asteroid menunjukkan bahwa mineral permukaan yang ada di sabuk utama luar asteroid, terutama lempung yang mengandung amonia (NH 3 ), terbentuk dari bahan awal. mengandung NH3 dan CO2es yang stabil hanya pada suhu yang sangat rendah, dan dalam kondisi kaya air. Berdasarkan hasil ini, studi baru ini mengusulkan bahwa asteroid sabuk utama luar terbentuk pada orbit yang jauh dan berdiferensiasi untuk membentuk mineral yang berbeda dalam mantel yang kaya air dan inti yang didominasi batuan.

Untuk memahami sumber perbedaan dalam spektrum terukur meteorit dan asteroid karbon, menggunakan simulasi komputer, tim memodelkan evolusi kimia dari beberapa campuran primitif yang masuk akal yang dirancang untuk mensimulasikan bahan asteroid primitif. Mereka kemudian menggunakan model komputer ini untuk menghasilkan spektrum reflektansi yang disimulasikan untuk dibandingkan dengan yang diperoleh secara teleskopik.

Model mereka menunjukkan bahwa agar sesuai dengan spektrum asteroid, bahan awal harus mengandung sejumlah besar air dan amonia, kelimpahan CO2 yang relatif rendah , dan bereaksi pada suhu di bawah 70?, menunjukkan asteroid terbentuk lebih jauh dari lokasi mereka saat ini di tata surya awal. Sebaliknya, kurangnya fitur 3,1 mm pada meteorit dapat dikaitkan dengan reaksi yang mungkin terjadi lebih dalam di dalam asteroid di mana suhu mencapai nilai yang lebih tinggi sehingga meteorit yang dipulihkan dapat mengambil sampel bagian asteroid yang lebih dalam.

Jika benar, penelitian ini menunjukkan bahwa pembentukan dan sifat unik Bumi dihasilkan dari aspek-aspek aneh dari pembentukan Tata Surya. Akan ada beberapa peluang untuk menguji model ini, misalnya, penelitian ini memberikan prediksi untuk apa analisis sampel yang dikembalikan Hayabusa 2 akan ditemukan. Asal asteroid yang jauh ini, jika benar, memprediksi bahwa akan ada garam dan mineral amonia dalam sampel yang dikembalikan Hayabusa 2. Pemeriksaan lebih lanjut pada model ini akan diberikan oleh analisis bahan yang dikembalikan dari misi OSIRIS-Rex NASA.

Studi ini juga memeriksa apakah kondisi fisik dan kimia di luar asteroid sabuk utama harus dapat membentuk mineral yang diamati. Asal usul asteroid yang dingin dan jauh yang diusulkan menunjukkan bahwa harus ada kesamaan yang signifikan antara asteroid dan komet dan menimbulkan pertanyaan tentang bagaimana masing-masing jenis benda ini terbentuk.

Studi ini menunjukkan bahan yang membentuk Bumi mungkin telah terbentuk sangat jauh di awal Tata Surya dan kemudian dibawa masuk selama sejarah awal tata surya yang sangat bergejolak. Pengamatan terbaru dari piringan protoplanet oleh Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ( ALMA ) telah menemukan banyak struktur cincin, yang diyakini sebagai pengamatan langsung pembentukan planetesimal.

Sebagai penulis utama Hiroyuki Kurokawa merangkum pekerjaan, "Apakah pembentukan tata surya kita adalah hasil yang khas masih harus ditentukan, tetapi banyak pengukuran menunjukkan kita mungkin dapat menempatkan sejarah kosmik kita dalam konteks segera."