«ADN» de la Sun reveló

El nitrógeno solar es muy diferente de la de meteoritos y la Tierra. Este es el resultado obtenido por un equipo franco-americano dirigido por el Centro de Investigación petrográfico y geoquímico (CNRS) en Nancy, tras el análisis de las muestras de viento solar recogidas por la misión espacial Génesis lanzado por la NASA en 2001. Así, se pudo determinar la composición isotópica del Sol, su «ADN» de una manera que refleje la composición de la nube de gas y polvo del que el sistema solar. Estas obras, que se han beneficiado especialmente con el apoyo del CNRS, el CNES y la región de Lorena, pueden ayudar a entender mejor los fenómenos en el origen del sistema solar. Están publicado el 24 de junio de 2011 en la revista Science, que ellos cubren.

¿De dónde viene el material de nuestro sistema solar? ¿Cómo se formó? Para responder a estas preguntas, los científicos están interesados ​​en el sol. Nuestra estrella se concentra más del 99% del material actualmente está presente en el sistema solar. Sobre todo, ha sabido conservar la composición original de la nebulosa, una nube de gas y polvo del que el sistema solar.Esto no es el caso de la mayoría de los otros cuerpos del sistema solar, como la Tierra, Marte y los meteoritos. Este último está formado a alta temperatura, perdieron los elementos volátiles primitivas. Su composición no refleja la actual composición de la nebulosa.

La composición química del Sol es conocido por nosotros a través del análisis de la luz que emite. Pero imposible determinar la distancia en la abundancia de isótopos. De hecho, para el mismo elemento, pueden existir diferentes isótopos ( 14 N y 15 N para nitrógeno, 16 O, 17 O y 18 O para el oxígeno, etc.): se diferencian en el número de neutrones, mientras que tener el mismo número de protones y electrones. Establecer las composiciones isotópicas de nitrógeno y oxígeno del Sol fue uno de los principales objetivos de la misión Génesis. ¿La razón?Las relaciones isotópicas de estos elementos ( 15 N / 14 N para el nitrógeno (1), 17 S / 16 S y 18 S / 16 O para el oxígeno (2)) son muy dispares entre los diferentes objetos en el sistema Solar que es la Tierra, la Luna, Marte, meteoritos, cometas y los planetas gigantes. Para explicar estas variaciones, es fundamental para determinar la composición isotópica de la nebulosa, es decir, el Sol hoy en día.

Cuando la misión Génesis, que tuvo lugar entre diciembre de 2001 abril de 2004, los objetivos fueron irradiados por el viento solar durante 27 meses. El equipo de Bernard Marty en el Centro de Investigaciones petrográficas y geoquímicas (CRB) del CNRS fue seleccionado por la NASA para determinar la abundancia de los isótopos de nitrógeno en las muestras recogidas. Todos los análisis (3) de acuerdo con el mismo resultado: el nitrógeno solar es diferente del nitrógeno terrestre. El Sol es 60% más pobre que en el isótopo 15 N de la Tierra. En otras palabras, la Tierra y los meteoritos están enriquecidos con un 60% en 15 N, mientras que los cometas son un 300%. Al mismo tiempo, un equipo estadounidense encontró que el oxígeno se agota en el solar de isótopos raros ( 17 S y 18 S) en comparación con la de la Tierra. Su estudio se publica en la revista Science esta semana.Por otro lado, la relación de 15 N / 14 N de la Sol es similar a la atmósfera de Júpiter, analizado diez años atrás por una sonda de EE.UU.. Esta semejanza muestra que los planetas gigantes, como Júpiter, capturado en sus atmósferas, algunas de gas presente en la nebulosa primitiva.

Todos los cuerpos del sistema solar (planetas, excepto gaseosos como Júpiter) son «anormalmente» más rica en isótopos raros de nitrógeno y el oxígeno que el sol. Estas diferencias no se observan para los componentes no volátiles.Caracterizar el origen de estas mejoras sería mejor comprensión de los fenómenos en el origen de nuestro sistema solar. Una posibilidad que se explora es: se trata de variaciones resultado de la irradiación intensa del gas residual de la nebulosa por el joven Sol, en ese momento mucha más energía en la actualidad.Las reacciones fotoquímicas luego se enriqueció con los compuestos de isótopos raros como resultado de estas reacciones, que se incorporaron en los meteoritos y los planetas terrestres. Una hipótesis que queda por investigar …

 

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© CRPG / CNRS

El objetivo se introduce en la cámara de aire de la sonda de iones


 

 

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© CRPG / CNRS

Montaje del objetivo en un soporte de muestras adaptado para la ocasión


 

 

 

Notas:

(1) El nitrógeno-14 isótopos de nitrógeno es el más abundante en la Tierra. 
(2) El isótopo oxígeno-16 del oxígeno es más abundante en la Tierra. 
(3) El primer análisis se a cabo en muestras muy contaminadas antes del vuelo por el nitrógeno-15. Se han llevado a resultados con una incertidumbre de + / -20%. La NASA proporciona a continuación fragmentos de un objetivo mucho menos contaminado y más rico en partículas solares. La composición isotópica del nitrógeno se determinó utilizando la sonda de iones de nueva potencia instalada a finales de 2009 en el CRPG (incertidumbre de + / – 0,7%).

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