Onze zon is een levenloze, vurige gasbal, gevoed door een nucleair inferno. De aarde is ondertussen een rotsachtige, gelaagde planeet bedekt met water en wemelt van het leven. Desalniettemin is de elementaire samenstelling van deze twee hemellichamen verrassend vergelijkbaar.
De elementen in de zon en de aarde zijn vrijwel hetzelfde, hoewel de aarde minder vluchtige elementen van de zon had, die verdampen bij hoge temperaturen, onthult een nieuwe analyse.
Dit suggereert dat de aarde is gevormd uit materiaal in de zonnenevel - de stof- en gaswolk die de zon vormde - maar vluchtige elementen zoals helium, waterstof, zuurstof en stikstof werden tijdens de vorming van onze planeet weggestript. De tools die in het huidige onderzoek worden gebruikt, kunnen ook helpen de samenstelling van exoplaneten in een baan om verre sterren te onthullen, rapporteerden de auteurs van het onderzoek.
Eerst analyseerden de onderzoekers elementen die verschenen in rotsachtige meteorieten die op aarde vielen, bekend als chondrieten. Chondrieten, die ook in de protosolaire nevel werden gevormd, worden vaak gebruikt als proxy's om de chemische samenstelling van de zon te begrijpen, schreven de onderzoekers.
Ze evalueerden ook de elementaire samenstelling van de zon door waarnemingen van straling in de fotosfeer van de zon - de buitenste 'schil' die licht uitstraalt - en namen gegevens op van zonneturbulentie en theoretische modellen.
Hoewel de meest voorkomende elementen in de zon waterstof en helium zijn, ontdekten de onderzoekers dat er in totaal 60 elementen overvloedig waren in zowel meteorieten als fotosfeer; deze elementen waren waarschijnlijk ook overvloedig aanwezig in de protosolaire nevel vóór de geboorte van de zon, aldus de studie.
Vervolgens vergeleken de wetenschappers hun resultaten met de elementaire samenstelling van de kern en de primitieve mantel van de aarde, die kan worden verkregen door een combinatie van wiskundige modellen, seismische gegevens en gesteentemonsters. Ze ontdekten dat terwijl de aarde de meeste van dezelfde elementen als chondrieten en de zon deelde, de aarde was "gedevolatiseerd" - vluchtige elementen in de loop van de tijd verloren - en dat dit "een inherent proces" was toen het innerlijke zonnestelsel vorm kreeg, schreven de onderzoekers.
"Deze vergelijking levert een schat aan informatie op over de manier waarop de aarde is gevormd", bestudeert co-auteur Trevor Ireland, een professor in de geochemie en cosmochemie aan de Research School of Earth Sciences van de Australian National University (ANU) in Canberra, zei in een uitspraak.
Soortgelijke evaluaties zouden kunnen worden gedaan voor planeten in een baan om andere sterren dan onze zon.
"Rotsachtige exoplaneten zijn vrijwel zeker gedevolatiliseerde stukjes van de stellaire nevels waaruit zij en hun gaststerren zijn gevormd", schreven de onderzoekers in het onderzoek.
Het vaststellen van de elementaire samenstelling van verre exoplaneten zal een belangrijke rol spelen bij het bepalen of ze het menselijk leven kunnen ondersteunen, aldus hoofdonderzoeksauteur Haiyang Wang, een promovendus bij ANU's Research School of Astronomy and Astrophysics, zei in de verklaring.
'De samenstelling van een rotsachtige planeet is een van de belangrijkste ontbrekende onderdelen in ons streven om erachter te komen of een planeet bewoonbaar is of niet', zei Wang.
De bevindingen verschenen op 14 maart online in het voorgedrukte tijdschrift arXiv en zullen worden gepubliceerd in een aanstaande uitgave van het tijdschrift Icarus.
