19 augustus 2022

Ontstaan van oudste gesteenten in het zonnestelsel verklaard

computer simulation protoplanetary disk chondrules

Computersimulatie van een elektrische ontladingen in een protoplanetaire schijf, en het ontstaan van chondrules. Hoewel deze simulatie in slechts één dimensie is uitgevoerd, zijn de onderzoekers van plan hun onderzoek binnenkort in drie dimensies te herhalen. Credit: Colin McNally/Niels Bohr International Academy.

Rotsen die in de vroege geschiedenis van het zonnestelsel gesmolten zijn, hebben dit te danken aan enorme elektrische ontladingen die door de protoplanetaire schijf van de zon geschoten zijn, zo suggereert een nieuw onderzoek. Het resultaat kan wetenschappers helpen te verklaren hoe chondrules gevormd zijn – glasachtige structuren die tot de eerste vaste stoffen van het zonnestelsel behoren.Aangezien chondrules op grote afstand van de zon ontstaan zijn, hebben wetenschappers zich afgevraagd hoe deze de benodigde temperatuur van 1300 graden Celsius bereikt hebben – de omringende omgeving is immers veel kouder. Wat nog vreemder is: de rotsen zijn schijnbaar binnen twee uur afgekoeld, in plaats van direct te zijn bevroren tot een kristalvorm, wat je zou verwachten in de ruimte.Chondrules vormen één van de twee soorten vaste stoffen in het vroege zonnestelsel. Chondrules zijn stofklompen (die voor 70 procent uit glasachtig materiaal bestaan), die zeer snel zijn verhit en afgekoeld. Het tweede type vaste stof – calcium-aluminium-rijke invoegsels – zijn ontstaan door gesmolten grasdruppels. Een andere studie heeft uitgewezen dat beide groepen vaste stoffen rond dezelfde tijd ontstaan moeten zijn – binnen een miljoen jaar nadat een ronddraaiende schijf van materiaal is ontstaan rond de embryonale zon. Deze ronddraaiende stofschijf heeft een enorme hoeveelheid kinetische energie bevat.

Schets van de protoster V1647 Orionis en z'n omringende accretieschijf

Schets van de protoster V1647 Orionis en z’n omringende accretieschijf. Credit: NASA/CXC/GSFC/K.Hamaguchi, et al

Materiaal wordt richting de jonge zon geduwd door een proces dat magneto-rotationele instabiliteit wordt genoemd. Hierbij roteert het gas op verschillende snelheid rond de zon, waardoor een zwak magnetisch veld ontstaat. Hierdoor ontstaat turbulentie, waarbij hoekmoment (“rotatie-energie”) naar buiten wordt verplaatst – hierdoor kan het grootste deel van de gas naar binnen vallen en de zon voeden.Als gevolg van dit proces, ontstaan er elektrische stromen. Deze elektrische ontladingen reizen dan door het gas, dat hierdoor wordt verhit. Dit is hetzelfde proces dat actief is in toasters en elektrische ovens. Maar kan hierbij de benodigde temperatuur van 1600 graden Celsius gehaald worden?Het antwoord luidt: ja, mits je ionen in de mix gooit. Het grootste deel van het gas is immers elektrisch neutraal, dus een elektrische ontlading zou weinig effect moeten hebben. Maar: zelfs een klein beetje verhitting resulteert in het ioniseren van stoffen als kalium en natirum. Hierdoor kan meer elektriciteit geleidt worden, hetgeen weer resulteert in het ioniseren van nog meer stoffen. Hierdoor ontstaat een kringloop dat uiteindelijk zal leiden tot temperaturen die hoog genoeg zijn om chondrules te smelten.Verder blijkt de dichtheid in de stofschijf hoog genoeg te zijn om de warmte een tijdje vast te houden. Hierdoor konden de chondrules snel, maar niet direct, afkoelen. Bron: SPACE.com

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: