ეჭვგარეშეა, რომ ახალგაზრდა ვარსკვლავური სისტემები ქაოსური ადგილებია. ჩვენი მზის სისტემის ჩამოყალიბებაში გადამწყვეტი როლი ითამაშა კასკადურმა შეჯახებებმა, როდესაც ერთმანეთს გამუდმებით ეჯახებოდა ქვები, ლოდები და პლანეტათა ჩანასახები, იგივე პლანეტოშენადედები.
დედამიწაზე ჩამოცვენილ ასტეროიდთა ნამსხვრევების ახალი კვლევა ამ ქაოსის გარკვეულ ქრონოლოგიას გვთავაზობს.
ასტრონომებმა იციან, რომ ასტეროიდები დიდწილად უცვლელად არის შემორჩენილი ადრეული მზის სისტემის ფორმაციიდან, ანუ მილიარდობით წლის წინანდელი პერიოდიდან დღემდე.
ისინი ერთგვარი დროის კაფსულებია, რომლებიც ამ მნიშვნელოვანი ეპოქის შესახებ სამეცნიერო ინფორმაციას ინახავენ, რადგან აქვთ მანტია, რომელიც მათ წიაღს კოსმოსში გამოფიტვისგან იცავს.
თუმცა, ყველა ასტეროიდი მთლიანი არ გადარჩენილა.
დროთა განმავლობაში, გამუდმებულმა შეჯახებებმა მათ რკინის ბირთვებს საიზოლაციო მანტია მოაშორა, შემდეგ კი ზოგიერთი ეს ბირთვი ნამსხვრევებად აქცია.
ზოგიერთი ასეთი ნამსხვრევი დედამიწაზე ჩამოცვივდა. კოსმოსიდან ჩამოცვენილი ქვები ყოველთვის იყო ადამიანთა დიდი ინტერესის საგანი და ზოგჯერ ღირებული რესურსიც; ფარაონ ტუტანხამონს სამარხში ჩააყოლეს ხანჯალი, რომელიც რკინის მეტეორიტისგან არის დამზადებული. საუკუნეების განმავლობაში, გრენლანდიაში, ინუიტის ხალხი რკინის მეტეორიტებისგან ხელსაწყოებს ამზადებდა.
მეცნიერებს რკინის მეტეორიტები მათში არსებული ინფორმაციის გამო აინტერესებთ.
რკინის მეტეორიტები უფრო დიდ ასტეროიდთა ბირთვის ფრაგმენტებს წარმოადგენს და ახალი კვლევის ფარგლებში, მეცნიერებმა შეისწავლეს მათში არსებული პალადიუმის, ვერცხლისა და პლატინის იზოტოპები. ამ იზოტოპთა გაზომვის მეშვეობით, კვლევის ავტორებმა ადრეულ მზის სისტემაში მომხდარი ზოგიერთი მოვლენის დრო უფრო ზუსტად განსაზღვრეს.
„წინა სამეცნიერო კვლევებმა აჩვენა, რომ მზის სისტემაში ასტეროიდები წარმოქმნიდან დღემდე შედარებით უცვლელად შემორჩა, მილიარდობით წლის განმავლობაში; შესაბამისად, ისინი არქივია, რომელშიც დაცულია ადრეული მზის სისტემის გარემო პირობები“, — ამბობს კვლევის ავტორი, ციურიხის ფედერალური ტექნოლოგიების ინსტიტუტის მკვლევარი ელისონ ჰანტი.
ძველეგვიპტელებმა და ინუიტებმა არაფერი იცოდნენ ელემენტების, იზოტოპებისა და დაშლის ჯაჭვების შესახებ, მაგრამ ვიცით ჩვენ. ვიცით, როგორ იშლება სხვადასხვა ელემენტები ჯაჭვებში სხვა ელემენტებად და ვიცით ისიც, რა დრო სჭირდება ამ პროცესს.
დაშლის ერთ-ერთი ჯაჭვია ახალი კვლევის საკვანძო ნაწილი: ხანმოკლე 107Pd–107Ag-ის დაშლის სისტემა. ამ ჯაჭვის ნახევრად დაშლის პერიოდი დაახლოებით 6,5 მილიონი წელიწადია და გამოიყენება ადრეული მზის სისტემის ხანმოკლე ნუკლიდების (ატომბირთვი, რომლის შემადგენლობაში განსაზღვრული რაოდენობის პროტეინები და ნეიტრონებია) დასაფიქსირებლად.
მკვლევრებმა შეაგროვეს 18 სხვადასხვა რკინის მეტეორიტის ნიმუში, რომლებიც ერთ დროს ასტეროიდთა რკინის ბირთვის ნაწილი იყო.
შემდეგ მათში გამოაცალკევეს პალადიუმი, ვერცხლი და პლატინა და მასის სპექტრომეტრის მეშვეობით გაზომეს ამ სამი ელემენტის სხვადასხვა იზოტოპთა კონცენტრაცია. ამ კვლევაში გადამწყვეტი მნიშვნელობა ჰქონდა ერთ კონკრეტულ იზოტოპს.
მზის სისტემის ისტორიის პირველი რამდენიმე მილიონი წლის განმავლობაში, დაშლადი რადიოაქტიური იზოტოპები ასტეროიდთა ლითონურ ბირთვებს ათბობდნენ. როდესაც ცივდებოდნენ და უფრო მეტი იზოტოპი იშლებოდა, ვერცხლის იზოტოპი (107Ag) ბირთვში აკუმულირდებოდა. მკვლევრებმა გაზომეს 107Ag-ის პროპორცია სხვა იზოტოპებთან მიმართებაში და განსაზღვრეს, რამდენ ხანში და როდის გაცივდა ასტეროიდთა ბირთვები.
ეს პირველი შემთხვევა არ არის, როდესაც მეცნიერებმა ასტეროიდები და იზოტოპები ამ გზით შეისწავლეს. თუმცა, წინა კვლევებს მხედველობაში არ მიუღია გალაქტიკური კოსმოსური სხივების ეფექტი იზოტოპთა პროპორციებზე.
გალაქტიკური კოსმოსური სხივები ხელს უშლის დაშლის დროს ნეიტრონების დაჭერის პროცესს და შეიძლება შეამციროს 107Ag-ისა და 109Ag-ის რაოდენობა. ახალი კვლევის შედეგები შესწორებულია გალაქტიკური კოსმოსური სხივების მხრიდან ხელის შეშლაზე და ასევე ითვალისწინებს პლატინის იზოტოპებს.
„პლატინის იზოტოპის რაოდენობის დამატებითმა გაზომვებმა ვერცხლის იზოტოპის გაზომვების შესწორების საშუალება მოგვცა, იმ ხარვეზების, რაც ნიმუშებში კოსმოსში დასხივებას უნდა გამოეწვია. შესაბამისად, შეჯახებათა ქრონოლოგია უფრო ზუსტად დავადგინეთ, ვიდრე აქამდე ოდესმე“, — ამბობს ჰანტი.
მისი განცხადებით, მათთვის გასაკვირი აღმოჩნდა, რომ ყველა შესწავლილი ასტეროიდის ბირთვი მოშიშვლებულია თითქმის ერთდროულად, მზის სისტემის წარმოქმნიდან 7,8 – 11,7 მილიონი წლის შემდეგ პერიოდში.
ოთხი მილიონი წელიწადი ასტრონომიისთვის ცოტა დროა. ყველა შესწავლილ ასტეროიდს ამ მცირე პერიოდში აქვს ბირთვი მოშიშვლებული, ანუ სხვა ობიექტებთან შეჯახებისას დაკარგეს საკუთარი გარე საფარი, მანტია. საიზოლაციო მანტიის გარეშე, ყველა ბირთვი ერთმანეთის მიყოლებით გაცივდა.
სხვა კვლევებმა აჩვენა, რომ გაციება სწრაფად მოხდა, მაგრამ ამ კვლევებმა დროში ზუსტად განაწილების მკაფიოდ დადგენა ვერ შეძლო.
იმისათვის, რათა ასტეროიდებს იზოტოპთა ისეთი პროპორციები ჰქონდეთ, როგორიც მკვლევართა ჯგუფმა აღმოაჩინა, მზის სისტემა ძალიან ქაოსური ადგილი უნდა ყოფილიყო, ხშირი შეჯახებებით, რომლებიც ასტეროიდებს მანტიას გააცლიდა.
„როგორც ჩანს, იმ პერიოდში ყველაფერი ერთმანეთს ეჯახებოდა. გვსურდა გვცოდნოდა, რატომ“, — ამბობს ჰანტი.
რატომ უნდა ყოფილიყო ასეთი ქაოსური შეჯახებების პერიოდი? მკვლევართა განცხადებით, არსებობს რამდენიმე შესაძლებლობა.
პირველი შესაძლებლობა ეხება მზის სისტემის გიგანტურ პლანეტებს. თუ იმ დროს ისინი მიგრირებდნენ ან არასტაბილურები იყვნენ, უნდა შესძლებოდათ მზის სისტემის შიდა ნაწილის რეორგანიზაცია, ასტეროიდთა მსგავს პატარა ობიექტთა დარღვევა და ხშირ შეჯახებათა პერიოდის გამოწვევა. ამ სცენარს ნიცის მოდელს უწოდებენ.
მეორე შესაძლებლობაა გაზის მუხრუჭი მზის ნისლეულში.
როდესაც მზე პროტოვარსკვლავი იყო, ყველა სხვა ვარსკვლავის მსგავსად გარს ეკრა გაზისა და მტვრის ღრუბელი, რომელსაც მზის ნისლეულს უწოდებენ. ეს დისკო შეიცავდა ასტეროიდებს, რომელთაგანაც უნდა თანდათანობით წარმოქმნილიყო პლანეტები. თუმცა, დისკო მზის სისტემის არსებობის პირველ რამდენიმე მილიონ წელიწადში შეიცვალა.
თავიდან გაზი მკვრივი იყო, რაც ასტეროიდისა და პლანეტოშენადედების მსგავს ობიექტთა მოძრაობას ანელებდა, ერთგვარი მუხრუჭის როლს ასრულებდა. ამასობაში, მზე განვითარებას განაგრძობდა და სულ უფრო მეტ მზის ქარსა და რადიაციას გამოყოფდა.
მზის ნისლეული კვლავ ადგილზე იყო, მაგრამ მზის ქარმა და რადიაცია მას აწვებოდა და ფანტავდა. შედეგად, ის უფრო ნაკლებად მკვრივი გახდა და ობიექტებზეც ნაკლებად მოქმედებდა მუხრუჭის სახით.
მკვრივი გაზის მუხრუჭის ეფექტის გარეშე, ასტეროიდები აჩქარდნენ და ერთმანეთს უფრო ხშირად ეჯახებოდნენ.
ჰანტის და მისი კოლეგები გაზის მუხრუჭის შემცირების სცენარს ემხრობიან.
„თეორია, რომელიც საუკეთესოდ ხსნის მზის სისტემის ამ ადრეულ ენერგეტიკულ ფაზას, მიუთითებს, რომ ის ძირითადად გამოწვეული იყო ე. წ. მზის ნისლეულის გაფანტვით“, — ამბობს კვლევის თანაავტორი მარია შონბახლერი.
მისივე განცხადებით, მზის ნისლეული არის იმ კოსმოსური ღრუბლის ნარჩენი, რომლისგანაც მზე დაიბადა. ახალგაზრდა მზეს ის კიდევ რამდენიმე მილიონი წლის განმავლობაში უვლიდა გარშემო, იქამდე, ვიდრე მზის ქარები და რადიაცია მიმოფანტავდა.
მათი კვლევა წარმოაჩენს, რამდენად კარგად გვაძლევს ლაბორატორიული გაზომვის მეთოდების დახვეწა ადრეულ მზის სისტემაში მიმდინარე საკვანძო პროცესების კვლევის საშუალებას. იმ დროს, დედამიწა ჯერ კიდევ წარმოქმნის პროცესში იყო. საბოლოო ჯამში, ეს ყველაფერი შეიძლება იმის უკეთესად გარკვევაში დაგვეხმაროს, როგორ დაიბადა ჩვენი პლანეტა და ცნობები მოგვცეს მზის სისტემის მიღმა, სხვა პლანეტათა წარმოქმნის პროცესის შესახებაც.
კვლევა ჟურნალ Nature Astronomy-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ethz.ch-სა და Universe Today-ს მიხედვით.
