KOSMIČKO TKANJE

NAŠE SUNCE IZ SUPERNOVE

Zemljina zvezda (NASA)

Hondritise tradicionalno smatraju najstarijim i najprimitivnijim kamenjem Sunčevog sistema, budući da potiču sa nediferenciranih (netopljenih) većih kamenih objekata.

Maglina koja se nazire u središtu sazvežđa Orion na noćnom nebu nudi jedinstven pogled na trenutke rađanja jednog solarnog sistema. Posmatrači sa Zemlje imaju zadovoljstvo da prisustvuju ovom naizgled potpuno statičnom prizoru, koji zapravo predstavlja samo tračak nezamislivo dugog procesa sažimanja međuzvezdane prašine. Ovim se tokom više miliona godina formiraju sve gušći oblaci, koji se, dalje, vrtložnim okretima pretvaraju u akrecioni disk u čijem centru iskrsava novorođena zvezda.

Najveća količina te materije se sliva ka njoj uvećavajući joj zapreminu, dok u preostalim delovima diska ostaju skoro beznačajne zalihe dovoljne za formaciju planeta. Faza razvoja zvezda tokom koje se, počev od sitnih čestica prašine, odigrava proces formiranja planeta traje oko deset miliona godina i predstavlja prelaz između protozvezde i zvezde „glavnog niza”male mase kao što je Sunce. Po njegovom završetku, novoformirani solarni sistem sa zvezdom i planetama koje oko njega orbitiraju ostavlja za sobom tragove svojih vrlih početaka u vidu nebrojenih malih kamenih objekata koji slobodno lutaju ogromnim interplanetarnim prostranstvom.

Ova blistava pojava na zvezdanom nebu, dakle, služi kao verodostojan primer nastajanja našeg Sunca i njegovih planetarnih pratilaca. Danas, na tlu planete Zemlje se povremeno mogu naći kameni ostaci čiji sastav svedoči o njihovom vanzemaljskom poreklu. Svi meteoriti potiču iz vremena rađanja Sunčevog sistema, stoga njihovo proučavanje omogućuje rekonstrukciju sredinskih okolnosti koje su vladale u tom periodu.


MaglinaOrion (Vikipedija)

Kapljice hondrule
Asteroidi sadrže veću ili manju količinu radioaktivnih izotopa, od čega zavisi da li će njihov radioaktivni raspad dovesti do značajnih strukturalnih promena samog asteroida. Raspad ovih izotopa oslobađa veliku količinu toplote, te bi njihova veća zastupljenost dovela do topljenja asteroida. Sa druge strane, zahvaljujući premalim zalihama, neki asteroidi su od svog nastanka ostali potpuno nepromenjeni.

Takozvani nediferencirani meteoriti
su poznatiji pod imenom „hondriti”jer
su karakteristični po hondrulima,
milimetarskim silikatskim mineralima
kružnog oblika koji ispunjavaju skoro
čitavu njihovu unutrašnjost.

Stoga meteoriti koji potiču sa njih predstavljaju svojevrsne kosmičke sedimente direktno dokumentujući najranije faze razvoja Sunčevog sistema. Ovi takozvani nediferencirani meteoriti su poznatiji pod imenom „hondriti”jer su karakteristični po hondrulima, milimetarskim silikatskim mineralima kružnog oblika koji ispunjavaju skoro čitavu njihovu unutrašnjost. Za hondrule se smatra da su bile tečne kapljice nastale topljenjem primitivnih grudvica prašine koje su slobodno orbitirale akrecionim diskom na samom početku kondenzacije materije u oblacima kosmičke magline.

Samim tim, hondruli su i prvi objekti koji su međusobno srastali gradeći kamene mase tokom procesa sažimanja magline u trenucima nastajanja Sunčevog sistema. Posmatranjem odnosa hemijskih elemenata nastalih radioaktivnim raspadom u njima je utvrđeno da je najstariji hondrit formiran čitavih 30 miliona godina pre nastanka Zemlje. Prema tome, oni se tradicionalno smatraju najstarijim i najprimitivnijim kamenjem Sunčevog sistema, budući da potiču sa nediferenciranih (netopljenih) većih kamenih objekata.

Pored hondrula, na hondritima se mogu videti i naslage bogate kalcijumom i aluminijumom (CAI inkluzije) prečnika do jednog santimetra. Kalcijum i aluminijum su elementi koji se kondenzuju na izrazito visokim temperaturama. Budući da je tokom faze formiranja planeta temperatura duž horizontalne središnje ravni akrecionog diska nedovoljna za kondenzaciju ovih elemenata, lako je zaključiti da su CAI inkluzije morale nastati u ranijim fazama evolucije zvezda.

Rasipanje gravitacione energije usled gomilanja materijala u akrecionom disku dovodi, sa rastom njegove mase, do sve većeg zagrevanja diska. Stoga masivne akrecione stope karakteristične za protozvezde obezbeđuju i do deset puta više temperature nego tokom perioda kada se formiraju planete, a koje su pogodne za stvaranje CAI inkluzija. Prema tome, CAI inkluzije predstavljaju prvi formirani materijal u Sunčevom sistemu, pa je to ujedno i najstariji materijal dostupan za datiranje.

Datiranje je pokazalo da su se one pojavile tri miliona godina pre hondrula, iako je izvesno da su neke hondrule takođe nastale u to vreme. Osim toga, pojedine CAI inkluzije su prošle kroz ponovno topljenje i tako poprimile izgled hondrula krupnijeg obličja nego u prvobitnom kondenzatu.


Hondrit (Flikr)

Raspad supernove
Na Zemljinoj površini se mogu pronaći i meteoriti koji u sebi ne sadrže hondrule i CAI inkluzije, već imaju kompletno stenoviti, gvozdeni ili stenovito-gvozdeni sastav. Za razliku od hondirta, oni potiču sa asteroida koji su sa raspadom radioaktivnog izotopa aluminijum-26 bili izloženi potpunom topljenju, pri čemu su se metali kao najteži elementi koncetrisali u njihovom jezgru, a silikati i kameni materijal nakon hlađenja obrazovali omotač i koru asteroida.

Na osnovu istraživanja njihovog porekla
poznato je da je aluminijum-26 jedan od
radioaktivnih izotopa koji nastaju
eksplozijom supernova, što govori da je
Sunčev sistem produkt zgušnjavanja
molekularnih oblaka iz ove vrste zvezda.

Dokaz da je raspad kratkovečnog radioaktivnog izotopa aluminijuma-26, čiji poluživot iznosi svega 700.000 godina, uzrok nastanka ovih takozvanih diferenciranih meteorita je prisustvo magnezijuma-26 u njima, ćerke produkta ovog izotopa. Njegovim raspadom oslobađaju se velike količine toplote, a s obzirom na kratak poluživot, zaključeno je da je bio prilično zastupljen u kosmičkoj maglini pre nastanka Sunčevog sistema. Različiti radioaktivni izotopi su produkt nukleosinteze u različitim tipovima zvezda, a neki od njih su produkt i iridacije čestica mladog Sunca. Na osnovu istraživanja njihovog porekla poznato je da je aluminijum-26 jedan od radioaktivnih izotopa koji nastaju eksplozijom supernova, što govori da je Sunčev sistem produkt zgušnjavanja molekularnih oblaka proisteklih iz ove vrste zvezda.

Magnezijum-26 se može pronaći i u sastojcima karakterističnim za hondrite. CAIinkluzije ga sadrže u velikim količinima; u hondrulima je prisutan takođe, iako primetno manje. Zbog čega onda hondriti nisu bili izloženi procesu topljenja? Iako CAI inkluzije inicijalno sadrže dovoljnu količinu aluminijuma-26 za to, neravnomerna raspodeljenost ovog izotopa širom Sunčevog sistema, njegova koncentracija isključivo u CAI inkluzijama, kao i činjenica da asteroid po svoj prilici nije formiran u roku od nekoliko miliona godina nakon nastanka CAI inkluzija, razlozi su zbog kojih uslovi za diferencijaciju objekta ipak nisu bili ispunjeni.

Prisutnost ovog izotopa u hondrulima pokazuje da je formiranje hondrula započeto istovremeno sa CAIinkluzijama, ali da je zbog manjih količina trajalo oko dva miliona godina duže, što takođe ukazuje na njegovu neravnomernu zastupljenost. Osim toga, novijim istraživanjima je otkriveno da je još jedan kratkovečni radioaktivni izotop, berilijum-10, takođe bio sadržan u CAI inkluzijama. Ovaj izotop nije nastao u zvezdama, već je najverovatnije proizvod bombardovanja materijala energetskim česticama u akrecionom disku mladog Sunca pri čemu se oslobađala ogromna količina termalne energije. U takvim uslovima bi se takođe mogli formirati i drugi kratkovečni radioaktivni izotopi poput aluminijuma-26, tako da postoji mogućnost i da se jedan deo njegovih zaliha pojavio u kasnijim fazama stvaranja Sunčevog sistema.

Meteoriti koji su dosad pronađeni vode poreklo sa preko sto različitih asteroida. Veliku većinu njih čine hondriti, međutim, interesantno je da, nasuprot očekivanjima, svi oni potiču sa nekolicine primitivnih nediferenciranih asteroida. Prema tome, mali broj preostalih meteorita vodi poreklo sa svih ostalih uzorkovanih asteroida, a koji su dakle diferencirani. Statistički gledano, 95 odsto pronađenih meteorita su hondriti sa 15 poznatih nediferenciranih matičnih objekata, dok preostalih pet odsto dolazi sa približno stotinu različitih diferenciranih asteroida.

(Marko Rakočević,, CPN)

O autoru

Stanko Stojiljković

2 komentara

  • NAŠE SUNCE IZ SUPERNOVE

    “Pored hondrula, na hondritima se mogu videti i naslage bogate kalcijumom i aluminijumom (CAI inkluzije) prečnika do jednog santimetra.”

    Nepravilno je napisati CAl inkluzije, jer je hemijska oznaka za kalcijum “Ca”, pa bi ispravno bilo napisati (CaAl). Ovako ste napisali ugljenik-aluminijum inkluzije, jer je “C” hemijska oznaka za ugljenik.
    To je važna razlika, jer ugljenik nastaje u CNO procesu termonuklearne fuzije u zvezdama mase, za 1,3 puta, veće od našeg Sunca.

    Overview of the CNO-I Cycle – Wikipedia
    Carbon-Nitrogen-Oxygen Cycle-1
    The CNO cycle (for carbon–nitrogen–oxygen) is one of the two known sets of fusion reactions by which stars convert hydrogen to helium, the other being the proton–proton chain reaction. Unlike the latter, the CNO cycle is a catalytic cycle. It is dominant in stars that are more than 1.3 times as massive as the Sun.[1]
    Kalcijum, kao što piše u Vašem tekstu, nastaje u eksploziji supernove.

    Uz čestitke za celokupno e-izdanje i iskrene želje da sve bude još bolje, srdačno Vas pozdravljam g. Stanko.
    Živko Teodosić

    • Zahvaljujem na srdačnom pozdravu i pozivam Vas da se pridružite Galaksiji, dragi gospodine Teodosiću. Elektronsku adresu imate u rubrici Kontakt na vrhu stranice. Stanko Stojiljković

Ostavite komentar