Планеты-гиганты (Юпитер и Сатурн) сформировались очень рано, и по мере роста они мигрировали как ближе, так и дальше от Солнца, чтобы оставаться на гравитационно-устойчивых орбитах. Гравитационный эффект этих массивных объектов вызвал огромную перестановку других планетных тел, которые формировались в то время, а это означает, что текущее местоположение многих планет в нашей солнечной системе отлично от того, в котором они первоначально сформировались.

Ученые Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) намеревались реконструировать эти первоначальные местоположения образования, изучая изотопный состав различных групп метеоритов, которые все произошли из пояса астероидов (между Марсом и Юпитером). Пояс астероидов является источником почти всех метеоритов Земли, но материал, из которого состоит пояс астероидов, образовался в результате сметания материалов по всей Солнечной системе. Исследование было опубликовано в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Ян Рендер, постдок LLNL и ведущий автор статьи, сказал:

Значительная реорганизация ранней Солнечной системы из-за миграции гигантских планет помешала нашему пониманию того, где сформировались планетные тела. И, глядя на состав метеоритов из пояса астероидов, мы смогли определить, что их родительские тела, должно быть, образовались из материалов из самых разных мест в ранней Солнечной системе.

Хотя пояс астероидов — это лишь относительно узкая полоса Солнечной системы, он содержит впечатляюще разнообразную коллекцию материалов. Например, в пределах главного пояса было идентифицировано несколько спектрально различных семейств астероидов, что указывает на совершенно разные химические составы. Кроме того, известно, что метеориты происходят от примерно 100 различных родительских тел в поясе с различными химическими и изотопными сигнатурами.

Для отслеживания исходного материала планетных тел требуются сигнатуры, которые устанавливаются во время аккреции планетных тел. Изотопные аномалии нуклеосинтетического происхождения представляют собой мощные инструменты, потому что эти сигнатуры отпечатывают фактический строительный материал, из которого срослись эти планетные тела.

Команда взяла образцы базальтовых ахондритов (каменные метеориты, похожие на земные базальты), чтобы измерить их нуклеосинтетические изотопные сигнатуры в элементах неодим (Nd) и цирконий (Zr). Их работа показала, что для этих элементов характерен относительный дефицит изотопов, содержащихся в определенном типе досолнечного материала. Эти данные хорошо коррелируют с нуклеосинтетическими сигнатурами, наблюдаемыми в других элементах, демонстрируя, что этот предсолнечный материал распределялся как градиент по всей ранней солнечной системе.

Сравнивая эти изотопные сигнатуры с другими прокси для реконструкции солнечной системы, это связывает исходное расположение планетных тел с их текущим положением. Эти измерения помогают нам воссоздать изначальную солнечную систему путем "космолокации" аккреционных орбит родительских метеоритных тел.