Dansk opdagelse giver vigtig ny viden om solsystemets oprindelse
Den gigantiske sky af støv og gas, som dannede vores solsystem, var oprindeligt helt jævn i sin fordeling af molekyler og isotoper. Den opdagelse betyder, at modeller af vores solsystems oprindelse nu skal laves om.

Forskerne har analyseret titanium-isotoper i kondritter. (Foto: User:Captmondo)

Når en stjerne dør, sender den store mængder gas og materiale ud, som samler sig i store skyer. Når skyen når en bestemt størrelse eller får en bestemt masse, kollapser den omkring sit eget tyngdefelt. Den begynder at rotere hurtigere og hurtigere, hvilket får skyen til at flade ud og formes som en skive.

For 4,567 milliarder år siden betød dette starten på dannelsen af vores solsystem. Ud af en kæmpe sky af gas og støv blev vores unge sol dannet og efterfølgende skabtes Jorden og de andre planeter.

Ny forskning fra Danmark viser nu, at skyens indhold af materialer ikke har set ud, som man hidtil har ment.

»De sidste 30-40 år har man troet, at skyens indhold af molekyler var ujævnt fordelt. Men vores undersøgelser viser det modsatte. Til at begynde med var skyen helt homogen,« fortæller lektor Martin Bizzarro fra Geologisk Museum.

Materiale fra det helt unge solsystem

Det meste materiale fra skyen endte med at danne solen. Det resterende støv klumpede sammen, når det stødte mod hinanden og dannede efterhånden asteorider og de planeter, vi kender i dag. De oprindelige asteorider, der blev dannet, har stort set ikke ændret sig siden da. Meteoritter fra dem er derfor helt primitive og indeholder støv og partikler, som stammer fra den spæde begyndelse af vores solsystem. Disse meteoritter kaldes kondritter, og det er titanium-isotoper i dem, som Martin Bizzarro og hans gruppe har undersøgt.

De to isotoper, titanium-46 og titanium-50, findes i forskellige mængder i forskellige meteoritter, på Jorden og på Mars. Isotoperne blev oprindeligt dannet i forskellige stjerner og stammer derfor ikke fra samme sted. De blev udspyet fra disse stjerner og endte i den sky, som vores solsystem blev dannet ud fra.

Flere stjerner bidragede til vores solsystem

Det betyder, at vores solsystem er dannet af materiale fra flere forskellige døde stjerner. Hidtil har man derfor antaget, at gas- og støvskyen i starten ikke var blandet godt sammen.

Kurator Henning Haack fra Geologisk Museum forklarer det således:

»Hvis vi fik materiale fra flere forskellige stjerner, er det ikke urimeligt at antage, at gas og støv ikke var blandet sammen til at starte med. Når man så laver modeller af, hvordan gas og støv hvirvles rundt i skiven omkring solen, kan man se, at det ikke tager lang tid, før alting er blandet godt sammen. Man har derfor hidtil antaget, at vi startede lettere inhomogent og snart blev homogene.«

Forholdet mellem isotoper er ens

Men i virkeligheden er det modsatte tilfældet. Martin Bizarro og hans gruppes undersøgelser viser overraskende, at selvom mængderne af de to isotoper varierer alt efter, hvor de findes, er forholdet mellem dem ens. Så uanset mængden er der i alle prøverne omkring fem gange mere titanium-50 end titanium-46.

»Kondritter stammer helt tilbage fra solsystemets oprindelse. Da forholdet mellem de to isotoper i kondritterne er det samme, betyder det, at støvskyen i begyndelsen var helt jævn med en ligelig fordeling af isotoper,« forklarer Martin Bizzarro.

»Først senere er der sket en opvarmning, som har skabt den ulige fordeling af isotoper, som vi ser i meteoritter og på planeterne nu.«

Modeller skal revideres

Forskningen offentliggøres i dag i det anerkendte tidsskrift Science og vil få betydning for fremtidens astrofysik. Der skal konstrueres nye modeller for dannelsen og evolutionen af den diskformede støvsky, hvis altså det videnskabelige samfund accepterer teorien om, at isotopiske variationer skyldes, at støvskyen startede homogen og først efterfølgende fik en ulige fordeling.

Danske succeser 

Martin Bizarros gruppe har tidligere lavet flere afgørende fund omkring dannelse af vores solsystem:

- Den hidtil mest nøjagtige datering af solsystemets dannelse: 4,567 mia. år siden.

- Vores solsystem blev dannet da en kæmpestjerne 30 gange større end solen eksploderede og kastede en sky af ioner og molekyler ud i rummet. Denne sky igangsatte dannelsen af tusindvis af solsystemer.

- Og nu påviser han, at sammensætningen af ioner og molekyler i den oprindelige støvsky var ligeligt fordelt.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs nyt om fusionsenergi, som DTU med forsøgsreaktoren på billedet nedenfor - en såkaldt tokamak - nu er kommet lidt nærmere.