La fase iniziale caotica del sistema solare

Per decifrare questo archivio, tuttavia, i ricercatori hanno dovuto elaborare e analizzare a fondo il materiale extraterrestre. Il team ha prelevato campioni da 18 diversi meteoriti di ferro che un tempo facevano parte del nucleo metallico degli asteroidi. Per le loro analisi, hanno isolato dai campioni gli elementi palladio, argento e platino. Utilizzando uno spettrometro di massa, hanno analizzato la frequenza dei diversi isotopi di questi elementi nei campioni.

Nei primi milioni di anni del nostro sistema solare, i nuclei metallici degli asteroidi si sono riscaldati a causa del decadimento radioattivo degli isotopi. Durante il successivo raffreddamento, si è accumulato in essi uno specifico isotopo dell'argento, anch'esso prodotto dal decadimento radioattivo. Misurando gli attuali rapporti di isotopi dell'argento nei meteoriti di ferro, i ricercatori sono riusciti a determinare quando e quanto velocemente i nuclei degli asteroidi si sono raffreddati.

Gli asteroidi si sono raffreddati rapidamente

I risultati mostrano che il raffreddamento è avvenuto rapidamente ed è stato probabilmente causato da violente collisioni tra i corpi celesti. Le collisioni hanno causato la rottura del mantello roccioso isolante esterno degli asteroidi, esponendo i nuclei metallici al freddo dello spazio. Studi precedenti, basati anche su misurazioni degli isotopi dell'argento, avevano già indicato un rapido raffreddamento. Tuttavia, la tempistica delle collisioni rimaneva poco chiara.

"Le nostre misurazioni aggiuntive degli isotopi di platino ci hanno permesso di correggere le misurazioni degli isotopi di argento, che erano distorte dai raggi cosmici. Questo ci ha permesso di datare il momento delle collisioni in modo più preciso che mai", afferma Hunt. "Con nostra sorpresa, tutti i nuclei di asteroidi che abbiamo analizzato sono stati esposti al freddo dello spazio quasi contemporaneamente, cioè in un periodo compreso tra 7,8 e 11,7 milioni di anni dopo la formazione del sistema solare".

Le collisioni quasi simultanee dei vari asteroidi indicano che questo periodo deve essere stato una fase molto turbolenta del sistema solare. "Sembra che tutto sia entrato in collisione in quel periodo", dice Hunt. "E noi volevamo sapere perché".

Dal laboratorio alla nebulosa solare

Per rispondere alla domanda, il team ha combinato i risultati delle misurazioni con nuove e sofisticate simulazioni al computer dello sviluppo del sistema solare.

"La turbolenta fase iniziale del sistema solare è stata probabilmente causata dalla dissoluzione della cosiddetta nebulosa solare", afferma Maria Sch?nb?chler, coautrice dello studio e professoressa di Cosmochimica all'ETH di Zurigo. "Questa nebulosa solare è il gas residuo della nube cosmica da cui si è formato il Sole. Ha orbitato intorno al giovane sole per alcuni milioni di anni, finché non è stata spazzata via dal vento solare e dalle radiazioni".

Finché la nebbia era presente, rallentava gli oggetti in orbita intorno al Sole, come la resistenza dell'aria rallenta un'automobile in movimento. Dopo la scomparsa della nebulosa, i ricercatori ipotizzano che la mancanza di resistenza da parte della nebulosa abbia fatto sì che gli asteroidi accelerassero e si scontrassero tra loro.

"Il nostro studio mostra come sia possibile ricostruire importanti processi nel sistema solare primordiale grazie a metodi di misurazione di laboratorio migliorati. Ad esempio, ci fornisce indizi su quando è scomparsa la nebulosa solare. In quel periodo, pianeti come la Terra erano ancora in fase di formazione. In definitiva, questo ci permette di capire meglio come si sono formati i nostri pianeti, ma anche di ottenere informazioni su altri pianeti al di fuori del nostro sistema solare", afferma Sch?nb?chler.