Als sich das Sonnensystem entwickelte, bildeten sich die Riesenplaneten (Jupiter und Saturn) sehr früh, und im Laufe der Zeit wanderten sie sowohl näher als auch weiter von der Sonne weg, um in gravitationsstabilen Umlaufbahnen zu bleiben.
Die Gravitationswirkung dieser massiven Objekte verursachte eine enorme Neuordnung anderer Planetenkörper, die sich zu dieser Zeit bildeten, was bedeutet, dass die aktuelle Position vieler Planetenkörper in unserem Sonnensystem nicht dort ist, wo sie ursprünglich entstanden sind.
Die Wissenschaftler beabsichtigten, diese ursprünglichen Orte der Formationen zu rekonstruieren, indem sie die Isotopenzusammensetzung verschiedener Gruppen von Meteoriten aus dem Asteroidengürtel (zwischen Mars und Jupiter) untersuchten, aus dem fast alle Meteoriten der Erde stammen.
„Die signifikante Umstrukturierung des frühen Sonnensystems aufgrund der Migration der Riesenplaneten hat unser Verständnis davon behindert, wo sich Planetenkörper gebildet haben“, sagte Ian Render, Wissenschaftler am LLNL und Hauptautor der Abhandlung. „Und indem wir die Zusammensetzung von Meteoriten aus dem Asteroidengürtel betrachteten, konnten wir feststellen, dass ihre Mutterkörper aus Materialien von verschiedenen Orten im frühen Sonnensystem entstanden sein müssen.“
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Obwohl der Asteroidengürtel nur ein relativ schmaler Streifen des Sonnensystems ist, enthält er eine beeindruckend vielfältige Sammlung von Materialien. Beispielsweise wurden innerhalb des Hauptgürtels mehrere spektral unterschiedliche Familien von Asteroiden identifiziert, was auf völlig unterschiedliche chemische Zusammensetzungen hinweist. Außerdem ist das bekannt Meteoriten stammen von etwa 100 verschiedenen Mutterkörpern im Gürtel mit unterschiedlichen chemischen und isotopischen Signaturen.
Das Team entnahm Proben von basaltischen Achondriten (Felsmeteoriten, die den Basalten der Erde ähneln), um ihre nukleosynthetischen Isotopensignaturen in den Elementen Neodym (Nd) und Zirkonium (Zr) zu messen. Ihre Arbeit zeigte, dass diese Elemente durch einen relativen Mangel an Isotopen gekennzeichnet sind, die in einer bestimmten Art von präsolarem Material enthalten sind. Diese Daten korrelieren gut mit nukleosynthetischen Signaturen, die in anderen Elementen beobachtet wurden, was zeigt, dass dieses präsolare Material als Gradient im gesamten frühen Sonnensystem verteilt war.
„Durch den Vergleich dieser Isotopensignaturen mit anderen Proxys für die Rekonstruktion des Sonnensystems ist es möglich, die ursprüngliche Position von Planetenkörpern mit ihrer aktuellen Position in Beziehung zu setzen“, sagte Render. „Diese Messungen helfen uns, das frühe Sonnensystem zu rekonstruieren, indem wir die Akkretionsbahnen der ursprünglichen Meteoritenkörper ‚kosmolokalisieren‘.“
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