О происхождении хондрул

[pargentum]

Я тут часть воскресенья предавался викиуокингу, и в процессе заинтересовался происхождением хондрул.
Для тех, кто не в теме, хондрулы - это такие маленькие (порядка миллиметра в диаметре) сферы из оливина и/или пироксена с примесью разной другой хрени, содержащиеся в метеоритах.  В распространенных типах падающих на Землю метеоритов они составляют 60-80% объёма.
Загадка в том, что никто не понимает, как они образовались.  Судя по форме и микроструктуре, это быстро остывшие в невесомости капли расплавленного вещества.  Температура плавления основных компонент хондрул составляет около 1500К.   Судя по их количеству в метеоритах, больше половины массы всех нелетучих неорганических веществ Солнечной системы - за пределами Солнца, разумеется - когда-то пребывало в виде хондрул.  Спрашивается загадка, что их расплавило.  Педивикия предлагает следующие варианты:

• Impact melting
• Meteor ablation
• Hot inner nebula
• FU Orionis-type outburst of the early sun
• Energetic bipolar-shaped outflows
• Nebular lightning
• Magnetic flares
• Accretion shocks
• Nebular shocks
• Supernova radiation and shock wave

Там же в педивикии лежит ссылка на сборник статей, так и называемый Chondrules and their Origins.  Там часть этих версий разбирается, и объясняется, что да, при прохождении метеора сквозь плотный газ (например, атмосферу планеты или даже астероида, или просто через локальную зону высокого давления в протопланетарной туманности) он, действительно, плавится и разбрызгивается, и некоторые брызги даже похожи на хондрулы, но, во-первых, такие брызги (meteor ablation spheres) все-таки отличаются от хондрул по составу и микроструктуре, а во-вторых, кроме ablation spheres, остается много плохо проплавившегося и почти совсем не проплавившегося материала.  Аналогично, при столкновениях астероидов, материал тоже плавится и, конечно же, разбрызгивается, а то и испаряется с последующей конденсацией, но также получается много кусков плохо расплавленного или совсем не расплавленного вещества, да и сами брызги тоже отличаются по микроструктуре.  Точно так же, молнии, ударные волны и тому подобные спецэффекты приводят к тому, что разные куски вещества прогреваются в очень различной степени и никак не могут отвечать за такое количество хондрул, несущих следы прогрева до приблизительно одной и той же температуры.
В начале же сборника приводится статья, где рассказывается, что хондрулы вполне могли бы образоваться в процессе конденсации твердого вещества при остывании протопланетной туманности - дескать, при нехватке центров конденсации вполне могли образовываться крупные капли переохлажденного расплава, и даже вполне могло бы получиться, что такие капли собрали бы в себя большую часть вещества.
Но в статье Can chondrules form from a gas of solar composition? из того же сборника приводится простое соображение, которое мне настолько понравилось, что ради его пересказа я все предыдущее и написал.  А именно: железо в хондрулах находится, главным образом, в виде оксида.  А протосолнечная туманность, как и Солнце, состояла, главным образом, из водорода.  При температурах выше 800К, оксид железа в водородной атмосфере восстанавливается (превращается в железо и воду).
То есть, либо конденсация хондрул происходила в атмосфере, радикально отличавшейся по составу и от Солнца, и от межзвездного газа (что выглядит неправдоподобным), либо хондрулы - результат плавления материала, образовавшегося при гораздо более низких температурах, а само плавление происходило либо путем краткосрочного нагрева, либо в условиях, когда большая часть водорода из околосолнечного пространства уже разлетелась.
То есть остается загадка: что именно могло прогреть всю твердую материю в околосолнечном пространстве до 1500 градусов в течении нескольких минут, а потом так же быстро - буквально в течении тех же нескольких минут - выключиться?

Comments

[lxe]

А чем "Supernova radiation" не подходит? Медленным остыванием в водородной атмосфере?

[pargentum.livejournal.com]

В сборнике эта тема не упоминалась. Как я понимаю, нет следов достаточно близкого и подходящего по времени взрыва.

[lxe]

А какова нижняя граница "подходящего времени"?
Солнце ведь звезда не первого поколения.

[pargentum.livejournal.com]

http://pargentum.livejournal.com/1270842.html?thread=6862650#t6862650

гамма вспышка или сверхнова поблизости

[freedom_of_sea.livejournal.com]

почти неизбежно, за четыре миллиарда лет

[pargentum.livejournal.com]

Возраст хондрул довольно точно определен радиоизотопными методами. Они образовались примерно одновременно и на очень ранних стадиях формирования солнечной системы.

[lxe]

Согласно общепринятой в настоящее время гипотезе, формирование Солнечной системы началось около 4,6 млрд лет назад с гравитационного коллапса небольшой части гигантского межзвёздного газопылевого облака. В общих чертах, этот процесс можно описать следующим образом:
Спусковым механизмом гравитационного коллапса стало небольшое (спонтанное) уплотнение вещества газопылевого облака (возможными причинами чего могли стать как естественная динамика облака, так и прохождение сквозь вещество облака ударной волны от взрыва сверхновой, и др.),
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%B8_%D1%8D%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D1%8E%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B

[pargentum.livejournal.com]

Как раз о том и речь, что формирование хондрул должно было происходить через некоторое время после формирования собственно диска - об этом свидетельствует как сам факт того, что хондрулы представляют собой переплавленное вещество, так и сравнение с другими типами включений: http://www.sciencemag.org/content/297/5587/1678.short , то есть для расплавления хондрул сверхновой должны были быть два разных взрыва.
И есть данные, что не все хондрулы формировались одновременно: http://adsabs.harvard.edu/full/2005AMR....18..253N , что опять-таки исключает сверхновую.

[lxe]

"outburst of the early sun" совместимо с неодновременностью

[pargentum.livejournal.com]

Ну вот разве что. Но механизм таких outburst тоже, как я понимаю, не вполне ясен.

[lxe]

Ну, т.е. не случайное совпадение, а нормальная совместная казуальность.

[e2pii1.livejournal.com]

Как определяют возраст хондрул радиоизотопными методами ?

Для этого ведь надо знать либо концентрацию какого-то радиоизотопa либо отношение концентраций двух в момент образования хондрулы - откуда это известно ?

[pargentum.livejournal.com]

Как я понимаю, хондрулы - это все-таки химические соединения, а при радиоактивном распаде образуются элементы, которые не могут содержаться в тех соединениях, в которых участвовал предковый атом. Аргон какой-нибудь там или ксенон...