Formação de CAIs no início do Sistema Solar

As inclusões ricas em Ca-Al (CAIs) são os materiais sólidos datados mais antigos do sistema solar, encontrados como ingredientes cristalinos de cor clara em meteoritos. Seu tempo de formação é comumente associado à idade zero do Sistema Solar. No entanto, os processos físicos e químicos que uma vez levaram à formação dessas partículas minerais de sub-milimétricas a centímetros no nebulosa solar primitiva ainda são motivo de debate. Este artigo propõe um caminho para formar tais inclusões durante as fases iniciais da evolução do disco. Combinamos modelos evolutivos de disco viscoso 1D com transferência radiativa 2D, condensação de equilíbrio e novos cálculos de opacidade de poeira. Mostramos que o aquecimento viscoso associado às altas taxas de acreção nas fases evolutivas mais iniciais faz com que o plano médio dentro de cerca de 0,5 au se aqueça a temperaturas limites de cerca de 1500-1700 K, mas não mais. Essas altas temperaturas forçam todos os componentes materiais refratários dos grãos de poeira interestelar herdados a sublima - exceto por alguns óxidos de Al-Ca-Ti como Al2O3, Ca2Al2SiO7 e CaTiO3. Uma vez que os silicatos de Mg-Fe desaparecem, a poeira se torna mais transparente e o calor é transportado de forma mais eficiente para a superfície do disco, o que impede qualquer aquecimento adicional. Este mecanismo de termostato mantém esses minerais acima de sua temperatura de recozimento por centenas de milhares de anos, o que cria grandes partículas puras e cristalinas. Essas partículas são arrastadas pelo disco que se espalha de forma viscosa. Além de cerca de 0,5 au, os silicatos reacondensam nas partículas ricas em Ca-Al, adicionando uma matriz silicatada amorfa. Estimamos que este mecanismo para produzir CAIs funciona durante os primeiros 50000 anos de evolução do disco. Essas partículas então continuam a se mover para fora e a povoar todo o disco até raios de cerca de 50 au, antes que, eventualmente, a taxa de acreção diminua, o disco esfrie e as partículas comecem a flutuar para dentro.