En étudiant les variations isotopiques des éléments vanadium (V) et strontium (Sr), une équipe internationale de chercheurs comprenant des scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory a découvert que ces variations ne sont pas causées par l'irradiation du soleil mais sont produites par des réactions de condensation et d'évaporation au début du système solaire. La recherche apparaît dans l'édition du 29 septembre de Avancées scientifiques .

"Il s'avère que certains des isotopes radioactifs à courte durée de vie que les chercheurs pensaient auparavant être des produits d'irradiation du soleil actif précoce sont plutôt probablement hérités de notre nuage moléculaire parent, lequel, à son tour, nous en dit long sur le quartier cosmique dans lequel nous avons grandi, " a déclaré Greg Brennecka, cosmochimiste du LLNL, un co-auteur de l'article.

Les inclusions riches en calcium et aluminium (CAI) dans les météorites sont les plus anciens solides datés qui se sont formés dans le système solaire. Ils contiennent des informations cruciales concernant les conditions environnementales des premiers stades du disque protoplanétaire avant la formation de l'une des planètes. Cette recherche suggère également que les solides les plus anciens de notre système solaire pourraient s'être formés plus loin du soleil qu'on ne le pensait auparavant, avec des implications de grande envergure concernant la structure dynamique du système solaire naissant.

"Nos résultats indiquent que la formation de CAI lors de la chute des nuages ​​moléculaires et de l'accumulation du disque s'est probablement produite à des distances plus importantes du soleil que nous le pensions auparavant, potentiellement jusqu'aux régions formant des planètes du système solaire, " a déclaré le postdoctorant LLNL Quinn Shollenberger, un co-auteur de l'article.

Les observations astronomiques de jeunes objets stellaires indiquent que leurs disques d'accrétion environnants sont directement exposés à des niveaux d'émissions de rayons X et de particules de haute énergie qui sont de plusieurs ordres de grandeur plus élevés que ceux observés pour la plupart des étoiles de la séquence principale. Cependant, la durée et les caractéristiques (éruptions graduelles ou impulsives) de ces premiers stades d'activité stellaire élevée restent mal comprises.

Des abondances anormales de radionucléides à courte durée de vie dans les CAI de météorites à chondrite carbonée ont été suggérées comme étant des archives fossiles de l'irradiation de la poussière par les rayons cosmiques solaires au bord interne du disque protoplanétaire. Mais la nouvelle recherche renverse cette théorie. "Savoir où se sont formés les CAI est crucial pour comprendre la distribution et l'évolution de la poussière formant les planètes dans le système solaire naissant", selon David Bekaert, premier auteur de l'étude.

Ces inclusions réfractaires sont présentes dans des objets qui se sont formés dans diverses parties du système solaire, et ont même été trouvés dans des comètes qui se sont formées très loin du soleil. Si les CAI se sont formés à l'origine très près du soleil, il indique aux scientifiques qu'il y avait un mélange très vigoureux et rapide dans tout le disque protoplanétaire. Cependant, si ces objets ne se sont formés que dans des régions de formation de planètes plus éloignées du soleil, comme suggéré par le récent article de Bekaert et de ses collaborateurs, il faut alors beaucoup moins de mélange radial.

"Essentiellement, cela nous donne une idée de la hauteur à laquelle le mélangeur a été allumé. La vitesse de ce mélangeur est importante pour comprendre comment les matériaux se sont déplacés autour du système solaire primitif, et pourquoi le système solaire est organisé comme il est (géantes gazeuses à l'extérieur, corps terrestres à l'intérieur), " a déclaré Brennecka. " Cette étude détend considérablement la zone dans laquelle les premiers solides du système solaire auraient pu se former. "

Le scientifique du LLNL Ben Jacobsen ainsi que des chercheurs de la Woods Hole Oceanographic Institution, Université de Munster, Université de Californie, Los Angeles, Goethe Universität, L'Université de Durham et le Musée national d'histoire naturelle ont contribué à ce travail.