De rares météorites révèlent les détails de l’ancienne nébuleuse du système solaire

Il est très difficile d’obtenir des détails précis et rapides sur les débuts de notre système solaire. Mais une équipe de recherche utilisant de nouvelles mesures de champs magnétiques vierges à l’intérieur de deux météorites extrêmement rares a réussi à modéliser une partie de l’évolution précoce de notre système solaire.

Nouvel article, paru dans Journal of Geophysical Research: Planètesdétaillant de nouvelles mesures du paléomagnétisme d’échantillons de météorites antarctiques, Allan Hills A77307 et Dominion Group 08006.

Pour la première fois, des mesures magnétiques au sein de ces météorites ont permis à l’équipe de contraindre l’âge et l’évolution spatiale du disque protoplanétaire de notre système solaire. C’est-à-dire le disque rotatif de gaz et de poussière à partir duquel les planètes de notre système solaire se sont formées il y a environ 4,56 milliards d’années.

Notre étude montre que la nébuleuse solaire – le nuage de gaz et de poussière qui compose notre système solaire, s’est dissipée très rapidement (en moins de 1,5 million d’années) après avoir duré 3 millions d’années, m’a dit Benjamin Weiss, deuxième auteur de l’article. , professeur de sciences planétaires au Massachusetts Institute of Technology. Il dit que le mécanisme qui disperse la nébuleuse solaire a été chauffé par le jeune soleil ou les vents des champs magnétiques du disque.

Les chercheurs savent depuis longtemps qu’il existe un grand vide dans notre nébuleuse solaire autour de ce que nous appelons aujourd’hui la ceinture principale d’astéroïdes. Au départ, on pensait que cet écart résultait de la formation de la géante gazeuse Jupiter. Mais les chercheurs ont maintenant d’autres idées.

Les données isotopiques des météorites suggèrent que deux réservoirs existaient au début du système solaire ; Une hypothèse initiale était que Jupiter a créé cet écart, me dit Kawi S. Borlina, auteur principal de l’article et chercheur postdoctoral en sciences de la Terre et des planètes à l’Université Johns Hopkins. Mais il dit que d’autres travaux fournissent des preuves que cet écart peut être formé par d’autres mécanismes.

« Le rôle des champs magnétiques a du sens car nous en voyons la preuve dans la création potentielle d’un espace et dans la dissipation de la nébuleuse », a déclaré Borlina.

Le MIT note que du côté intérieur de l’espace, le gaz et la poussière ont fusionné en tant que planètes telluriques, y compris la Terre et Mars. Mais du côté glacé de l’écart, Jupiter et des exoplanètes géantes gazeuses se sont formées, selon le MIT.

Déterminer quand la nébuleuse solaire se dissipe, dit Borlina, détermine le temps nécessaire à la migration planétaire entraînée par le gaz et la durée pendant laquelle les planètes géantes peuvent croître (car elles se développent par accrétion de gaz). Cela a aidé l’équipe à comprendre les mécanismes responsables de la disparition de la nébuleuse.

Quel est le plus grand défi de l’équipe ?

Trouver les bons spécimens à étudier : Ces deux météorites sont comme des aiguilles dans une botte de foin en ce sens qu’elles font partie des spécimens les mieux conservés du système solaire primitif, dit Weiss. Contrairement à des dizaines de milliers de météorites, ces météorites ont subi un échauffement et une rouille minimes à cause des fluides depuis leur formation il y a 4,5 milliards d’années, dit-il.

Ils n’ont pas non plus été soumis à de très hautes pressions, dit Borlina, et n’ont donc pas été remagnétisés, ce qui pourrait supprimer le record de la nébuleuse solaire « initiale ». Après avoir prélevé nos échantillons, nous pouvons les couper en morceaux d’environ quelques millimètres et utiliser un magnétomètre pour mesurer ces échantillons, dit-il.

Quelle est la chose la plus surprenante dans vos résultats ?

Au cours des trois premiers millions d’années de l’histoire du système solaire, notre nébuleuse solaire avait un champ magnétique très puissant (comme celui que l’on trouve sur Terre aujourd’hui), dit Weiss. Puis soudain, en très peu de temps, le même champ magnétique et le même gaz ont disparu dans tout le système solaire interne, à environ 7 UA (les distances de la Terre et du Soleil), dit-il.

Quelle est la suite de cette recherche ?

Notre prochaine étape consiste à mesurer le champ magnétique dans le système solaire primitif à partir de mesures de composants riches en calcium et en aluminium, les plus anciens solides connus, explique Weiss. Déterminer combien de temps la nébuleuse a duré et à quelle vitesse elle a disparu à différents endroits nous permettrait de comprendre comment les planètes se sont formées, dit-il.