Quando il sistema solare iniziò a formare corpi solidi, come pianeti, lune e protopianeti, aveva sostanzialmente a disposizione due ingredienti. C’erano le condrule, frammenti di roccia di dimensioni millimetriche forgiati dal calore, e la matrice, una polvere fredda a grana fine ricca di ghiaccio d’acqua e molecole organiche.
E fin dall’inizio, il sistema solare ha scelto il fuoco.
In un nuovo studio condotto dall’Università di Yale, i ricercatori forniscono la prima prova geochimica che, entro il primo milione di anni dalla formazione del sistema solare, si verificava già una selezione preferenziale di condrule rispetto alla matrice. Le ricerche precedenti erano riuscite a documentare questo processo di selezione solo in oggetti formatisi da 2 a 4 milioni di anni dopo l’origine del sistema solare.
Lo studio è stato pubblicato il 18 settembre sulla rivista Nature Astronomy .
“Il nostro lavoro dimostra che questo processo di assemblaggio è stato straordinariamente selettivo fin dall’inizio- ha affermato Damanveer Grewal, professore associato di scienze della Terra e planetarie presso la Facoltà di Arti e Scienze di Yale e primo autore dello studio. -I corpi più antichi del sistema solare esterno erano costituiti per l’83-92% da condrule, con pochissima polvere ghiacciata e ricca di elementi volatili, che invece domina gli oggetti formatisi successivamente.”
Le condrule sono minuscole sferule di silicati e minerali mafici (principalmente olivina e pirosseni), con dimensioni medie tra 0,1 e 4 mm, presenti all’interno delle condriti (il tipo più comune di meteoriti rocciose). “Puoi tenerle in mano e sapere che si sono formati nell’ambito di un processo iniziato miliardi di anni fa- ha aggiunto Grewal- È una scala temporale difficile da comprendere appieno”.
È noto da tempo che tra le condriti carbonacee (meteoriti rocciose primitive che contengono composti organici e acqua tra i loro minerali silicatici) provenienti dal sistema solare esterno, le condriti formatesi prima presentavano una percentuale maggiore di condrule e una percentuale minore di matrice. Ciò suggeriva che nelle aree in cui si stavano formando i primi corpi solidi, chiamati planetesimi, la polvere ghiacciata veniva già espulsa a favore delle condrule forgiate dal calore.
Ma da quell’epoca primordiale – il primo milione di anni del sistema solare – non sono sopravvissuti corpi indifferenziati ben conservati che possano confermare il rapporto originale tra condrule e matrice.
La soluzione di Grewal consisteva nel cercare traccianti chimici all’interno di meteoriti ferrose provenienti dal sistema solare esterno che potessero indicare un’era precedente. I corpi progenitori da cui provenivano questi meteoriti avevano accumulato così tanto alluminio-26 radioattivo da fondersi completamente, distruggendo ogni traccia fisica della loro composizione originaria. Tuttavia, una coppia di traccianti chimici indipendenti ha permesso ai ricercatori di ricostruire la composizione originale.
Entrambi i traccianti sono legati alla matrice: lo zolfo, che esiste in forma concentrata nella matrice, e lo stato di ossidazione del ferro, che rivela la quantità di ghiaccio d’acqua e polvere ossidata incorporate nel corpo originario.
Utilizzando i traccianti, i ricercatori hanno calcolato livelli di matrice compresi tra l’8% e il 17% nei corpi originali campionati da queste meteoriti ferrose, inferiori a quelli riscontrati in qualsiasi condrite conosciuta. “Entrambi i traccianti, indipendentemente l’uno dall’altro, raccontano la stessa storia: questi primi planetesimi erano straordinariamente poveri di matrice”, ha affermato Grewal. “È proprio questa convergenza a rendere il risultato robusto.”
Secondo quanto affermato, i risultati contribuiscono anche a spiegare perché i condruli più antichi siano rari nella documentazione meteoritica: essi furono incorporati in corpi che in seguito si fusero, cancellandone le tracce fisiche.
“Queste onnipresenti piccole perle di roccia sono i mattoni fondamentali da cui si sono poi formati i pianeti stessi- ha concluso Grewal. -E ora sappiamo che venivano già selezionate e incorporate nella prima generazione di corpi solidi fin dall’inizio.”
Gli autori dello studio sono Zhongtian Zhang dell’Università di Princeton e Joanna Drążkowska dell’Istituto Max Planck per la ricerca sul sistema solare in Germania. I fondi per la ricerca sono dall’Università di Yale.