Nel primo milione di anni del Sistema solare, i corpi solidi in formazione erano composti per l’83-92 per cento da condruli, minuscoli frammenti di roccia nati a temperature elevatissime, e contenevano pochissima polvere ricca di ghiaccio e molecole organiche. È quanto emerge da uno studio pubblicato su Nature Astronomy da un gruppo internazionale di ricercatori, che ha trovato le prime prove geochimiche della composizione dei planetesimi più antichi: corpi celesti destinati, in alcuni casi, a crescere fino a diventare pianeti e lune.
Nel disco di materiale attorno al Sole appena nato, i condruli rappresentavano la componente «calda», mentre la matrice era quella «fredda»: una polvere fine, ricca di ghiaccio d’acqua e molecole organiche. Le conoscenze precedenti indicavano che, a partire da circa 2 milioni di anni dopo l’inizio della formazione del Sistema solare, i condruli prevalsero nella composizione dei planetesimi. Da circa 4 milioni di anni in poi, invece, cominciarono a dominare gli elementi ghiacciati della matrice. Il nuovo studio sposta l’origine di questa selezione alle fasi iniziali.
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«Queste minuscole perle di roccia, diffuse ovunque, sono i mattoni fondamentali da cui si sono infine assemblati i pianeti», afferma Damanveer Grewal, scienziato della Terra e dei pianeti all’Università di Yale. «Ora sappiamo che venivano già selezionate e incorporate nella prima generazione di corpi solidi fin dall’inizio».
Per ricostruire la composizione dei primi planetesimi, i ricercatori hanno analizzato meteoriti ferrose cadute sulla Terra. Questi frammenti conservano impronte chimiche della miscela originaria di condruli e matrice. La datazione radioattiva e il fatto che i corpi progenitori si siano fusi completamente indicano che le meteoriti risalgono agli albori del Sistema solare. Le analisi mostrano che contenevano pochissimo ghiaccio, mentre la quantità di materiale ghiacciato aumentò nei corpi formatisi in seguito, in accordo con quanto già noto per il periodo iniziato circa 2 milioni di anni dopo la nascita del Sistema solare.
«I corpi più antichi del Sistema solare esterno erano composti per l’83-92 per cento da condruli, con pochissima polvere ricca di ghiaccio e sostanze volatili, che invece domina gli oggetti formatisi più tardi», spiega Grewal. Le sostanze volatili sono materiali che evaporano facilmente, come l’acqua.
Il gruppo ha cercato nelle meteoriti due indicatori della proporzione tra condruli e matrice. Il primo è la quantità stimata di zolfo, molto più abbondante nella matrice che nei condruli. Il secondo è il grado di ossidazione del ferro, che può rivelare quanta acqua ghiacciata e polvere ossidata fosse stata incorporata. Entrambi gli indicatori richiedono stime sulle caratteristiche dei planetesimi più grandi da cui provenivano i frammenti ferrosi, ma hanno portato alla stessa conclusione.
«I due indicatori raccontano indipendentemente la stessa storia: questi primi planetesimi contenevano una quantità sorprendentemente ridotta di matrice», afferma Grewal. «È questa convergenza a rendere solido il risultato».
La scarsità di condruli antichi nelle meteoriti potrebbe dipendere dal fatto che le rocce di cui facevano parte si fusero in seguito per effetto del calore interno, cancellandone le tracce. Per spiegare perché i condruli fossero così abbondanti all’inizio, i ricercatori chiamano in causa lo smistamento aerodinamico: le loro caratteristiche fisiche, in particolare la maggiore compattezza e resistenza, avrebbero favorito la loro aggregazione. Che cosa sia cambiato nei milioni di anni successivi non è ancora del tutto chiaro.
La scoperta potrebbe offrire nuovi spunti per studiare la formazione di pianeti e lune in altre parti dell’Universo. Questi corpi, infatti, non sarebbero semplici miscugli casuali dei materiali disponibili: già nelle prime fasi, alcuni componenti venivano selezionati più facilmente di altri.
«Il nostro lavoro dimostra che questo processo di assemblaggio fu sorprendentemente selettivo fin dall’inizio», conclude Grewal.
Fonte: sciencealert.com
