Dado que el Sol es más antiguo que la Tierra, es difícil encontrar objetos físicos que estuvieran presentes en los primeros días del Sol, materiales que llevan registros químicos del Sol primitivo. Pero en un nuevo estudio en Nature Astronomy, cristales azules antiguos atrapados en meteoritos revelan cómo era el Sol primitivo. Y aparentemente, tuvo un inicio bastante ruidoso.
"El Sol fue muy activo en sus primeros años de vida: tuvo más erupciones y emitió una corriente más intensa de partículas cargadas. Pienso en mi hijo, él tiene tres años, también es muy activo", dice Philipp Heck, curador de la Field Museum, profesor de la Universidad de Chicago y autor del estudio. "Casi nada en el sistema solar es lo suficientemente viejo como para confirmar realmente la actividad del Sol temprano, pero estos minerales de los meteoritos en las colecciones del Field Museum son bastante viejos. Probablemente sean los primeros minerales que se formaron en el sistema solar".
Los minerales que Heck y sus colegas observaron son cristales microscópicos de color azul hielo llamados hibonita, y su composición muestra señales de reacciones químicas que solo habrían ocurrido si el Sol temprano escupiera muchas partículas energéticas. "Estos cristales se formaron hace más de 4.500 millones de años y conservan un registro de algunos de los primeros eventos que tuvieron lugar en nuestro sistema solar. Y a pesar de que son muy pequeños, muchos tienen menos de 100 micrones de diámetro, aún podían retienen estos gases nobles altamente volátiles que se produjeron a través de la irradiación del joven Sol hace tanto tiempo ", dice el autor principal Levke Kööp, un post-doc de la Universidad de Chicago y afiliado del Field Museum.
En sus primeros días, antes de que se formaran los planetas, el sistema solar estaba formado por el Sol con un enorme disco de gas y polvo que giraba en espiral a su alrededor. La región junto al sol estaba caliente. Realmente caliente: más de 1.500 C o 2.700 F. Para comparar, Venus, el planeta más caliente del sistema solar, con temperaturas de superficie lo suficientemente altas como para derretir el plomo, es un mísero 872 F. A medida que el disco se enfría, los primeros minerales comenzó a formarse - cristales de hibonita azul.
"Los granos minerales más grandes de meteoritos antiguos son solo unas pocas veces mayores que el diámetro de un cabello humano. Cuando observamos un montón de estos granos bajo un microscopio, los granos de hibonita se destacan como pequeños cristales azul claro, son bastante hermosos ", dice Andy Davis, otro coautor también afiliado al Field Museum y la Universidad de Chicago. Estos cristales contienen elementos como calcio y aluminio.
Cuando los cristales se formaron nuevamente, el joven Sol continuó ardiendo, disparando protones y otras partículas subatómicas al espacio. Algunas de estas partículas golpean los cristales azules de hibonita. Cuando los protones chocaron con los átomos de calcio y aluminio en los cristales, los átomos se separaron en átomos más pequeños: neón y helio. Y el neón y el helio permanecieron atrapados dentro de los cristales durante miles de millones de años. Estos cristales se incorporaron a las rocas espaciales que eventualmente cayeron a la Tierra como meteoritos para que estudien científicos como Heck, Kööp y Davis.
Los investigadores han analizado los meteoritos en busca de evidencia de un Sol activo temprano antes. No encontraron nada. Pero, señala Kööp, "si las personas en el pasado no lo vieron, eso no significa que no estaba allí, podría significar que simplemente no tenían los instrumentos lo suficientemente sensibles como para encontrarlo".
Esta vez, el equipo examinó los cristales con un espectrómetro de masas único y de última generación en Suiza, una máquina del tamaño de un garaje que puede determinar el maquillaje químico de los objetos. Unido al espectrómetro de masas, un láser fundió un diminuto grano de cristal de hibonita de un meteorito, liberando el helio y el neón atrapados en su interior para poder detectarlos. "Recibimos una gran señal, mostrando claramente la presencia de helio y neón, fue increíble", dice Kööp.
Los trozos de helio y neón proporcionan la primera evidencia concreta de la actividad temprana sospechada por el Sol. "Sería como si solo conocieras a alguien como un adulto tranquilo, tendrías razones para creer que alguna vez fueron niños activos, pero no hay pruebas. Pero si pudieras subir a su ático y encontrar sus viejos juguetes rotos" y libros con las páginas arrancadas, sería evidencia de que la persona alguna vez fue un niño de alta energía ", dice Heck.
A diferencia de otros indicios de que el Sol temprano era más activo de lo que es hoy, no hay otra explicación válida para el maquillaje de los cristales. "Siempre es bueno ver un resultado que pueda interpretarse claramente", dice Heck. "Cuanto más simple es una explicación, más confianza tenemos en ella".
"Además de encontrar finalmente pruebas claras en los meteoritos de que los materiales del disco se irradiaron directamente, nuestros nuevos resultados indican que los materiales más antiguos del sistema solar experimentaron una fase de irradiación que los materiales más jóvenes evitaron. Creemos que esto significa que se produjo un cambio importante en el naciente sistema solar después de que se formaron los hibonitos; tal vez la actividad del Sol disminuyó, o quizás los materiales formados más tarde no pudieron viajar a las regiones del disco en las que era posible la irradiación ", dice Kööp.
"Lo que creo que es emocionante es que esto nos dice acerca de las condiciones en el sistema solar más antiguo, y finalmente confirma una sospecha de larga data", dice Heck. "Si entendemos mejor el pasado, obtendremos una mejor comprensión de la física y la química de nuestro mundo natural".
http://spaceref.com/solar-physics/meteorites-show-that-our-sun-went-through-a-turbulent-phase.html
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