Meteorit indeholder det ældste materiale på jorden:7 milliarder år gammelt stjernestøv

Stjerner har livscykler. De fødes, når støv og gas, der flyder gennem rummet, finder hinanden og falder sammen på hinanden og varmes op. De brænder i millioner til milliarder af år, og så dør de. Når de dør, de pitcher partiklerne, der dannedes i deres vinde, ud i rummet, og disse stardust danner til sidst nye stjerner, sammen med nye planeter og måner og meteoritter. Og i en meteorit, der faldt for halvtreds år siden i Australien, forskere har nu opdaget stjernestøv, der dannede for 5 til 7 milliarder år siden-det ældste faste materiale, der nogensinde er fundet på Jorden.

"Dette er en af ​​de mest spændende undersøgelser, jeg har arbejdet med, "siger Philipp Heck, en kurator på Field Museum, lektor ved University of Chicago, og hovedforfatter af et papir, der beskriver resultaterne i PNAS . "Dette er de ældste faste materialer, der nogensinde er fundet, og de fortæller os om, hvordan stjerner dannede sig i vores galakse. "

Materialerne Heck og hans kolleger undersøgte kaldes presolære korn-mineraler dannet før Solens fødsel. "De er solide prøver af stjerner, ægte stjernestøv, "siger Heck. Disse stykker stardust blev fanget i meteoritter, hvor de forblev uændrede i milliarder af år, gør dem til tidskapsler af tiden før solsystemet ..

Men det er svært at finde presolære korn. De er sjældne, findes kun i omkring fem procent af de meteoritter, der er faldet til jorden, og de er små-et hundrede af de største ville passe på perioden i slutningen af ​​denne sætning. Men Field Museum har den største del af Murchison -meteoritten, en skattekiste af presolare korn, der faldt i Australien i 1969, og som befolkningen i Murchison, Victoria, stillet til rådighed for videnskaben. Presolære korn til denne undersøgelse blev isoleret fra Murchison -meteoritten til denne undersøgelse for cirka 30 år siden ved University of Chicago.

"Det starter med at knuse fragmenter af meteoritten ned i et pulver, "forklarer Jennika Greer, en kandidatstuderende ved Field Museum og University of Chicago og medforfatter af undersøgelsen. "Når alle stykker er adskilt, det er en slags pasta, og det har en skarp egenskab-det lugter som råddent jordnøddesmør. "

Denne "rådne-jordnøddesmør-meteoritpasta" blev derefter opløst med syre, indtil kun de presolare korn var tilbage. "Det er som at brænde høstakken ned for at finde nålen, "siger Heck.

Når de presolare korn var isoleret, forskerne fandt ud af, hvilke typer stjerner de kom, og hvor gamle de var. "Vi brugte data om eksponeringsalder, som grundlæggende måler deres eksponering for kosmiske stråler, som er højenergipartikler, der flyver gennem vores galakse og trænger ind i fast stof, "forklarer Heck." Nogle af disse kosmiske stråler interagerer med stoffet og danner nye elementer. Og jo længere de bliver afsløret, jo mere disse elementer dannes.

"Jeg sammenligner dette med at lægge en spand ud i et regnvejr. Forudsat at nedbøren er konstant, mængden af ​​vand, der ophobes i spanden, fortæller dig, hvor længe det var udsat, tilføjer han. Ved at måle, hvor mange af disse nye kosmisk stråle producerede elementer er til stede i et presolært korn, vi kan fortælle, hvor længe den var udsat for kosmiske stråler, som fortæller os hvor gammel den er.

Forskerne lærte, at nogle af de presolare korn i deres prøve var de ældste, der nogensinde er opdaget baseret på, hvor mange kosmiske stråler de havde opsuget, de fleste korn skulle være 4,6 til 4,9 milliarder år gamle, og nogle korn var endda ældre end 5,5 milliarder år. For kontekst, vores sol er 4,6 milliarder år gammel, og Jorden er 4,5 mia.

Men alderen på de presolare korn var ikke slutningen på opdagelsen. Da presolære korn dannes, når en stjerne dør, de kan fortælle os om stjernernes historie. Og for 7 milliarder år siden, der var tilsyneladende en kofangerafgrøde af nye stjerner, der dannes-en slags astral babyboom.

"Vi har flere unge korn, som vi havde forventet, "siger Heck." Vores hypotese er, at størstedelen af ​​disse korn, som er 4,9 til 4,6 milliarder år gamle, dannet i en episode af forstærket stjernedannelse. Der var en tid før solsystemets start, da der dannede flere stjerner end normalt. "

Dette fund er ammunition i en debat mellem forskere om, hvorvidt nye stjerner dannes med en jævn hastighed eller ej, eller hvis der er op- og nedture i antallet af nye stjerner over tid. "Nogle mennesker tror, ​​at stjernens dannelseshastighed i galaksen er konstant, "siger Heck." Men takket være disse korn, vi har nu direkte bevis for en periode med forbedret stjernedannelse i vores galakse for syv milliarder år siden med prøver fra meteoritter. Dette er en af ​​de vigtigste resultater af vores undersøgelse. "

Heck bemærker, at dette ikke er den eneste uventede ting, hans team fandt. Som næsten en sidebemærkning til de vigtigste forskningsspørgsmål, ved at undersøge den måde, hvorpå mineralerne i kornene interagerede med kosmiske stråler, forskerne lærte også, at presolære korn ofte flyder gennem rummet, der sidder sammen i store klynger, "som granola, "siger Heck." Ingen troede, at dette var muligt i den skala. "

Heck og hans kolleger ser frem til, at alle disse opdagelser fremmer vores viden om vores galakse. "Med denne undersøgelse, vi har direkte bestemt levetiden for stjernestøv. Vi håber, at dette vil blive taget op og undersøgt, så folk kan bruge dette som input til modeller af hele den galaktiske livscyklus, " han siger.

Heck bemærker, at der er livstidsværdige spørgsmål tilbage at besvare om presolare korn og det tidlige solsystem. "Jeg ville ønske, at vi havde flere mennesker, der arbejdede på det for at lære mere om vores hjemmegalakse, Mælkevejen, " han siger.

"Når jeg lærte om dette, hvordan vil du studere noget andet? "siger Greer." Det er fantastisk, det er det mest interessante i verden. "

"Jeg har altid ønsket at lave astronomi med geologiske prøver, jeg kan holde i min hånd, "siger Heck." Det er så spændende at se på historien om vores galakse. Stardust er det ældste materiale, der har nået Jorden, og fra det, vi kan lære om vores forældrestjerner, oprindelsen af ​​kulstoffet i vores kroppe, oprindelsen af ​​iltet, vi indånder. Med stjernestøv, vi kan spore det materiale tilbage til tiden før Solen. "

"Det er den næstbedste ting at være i stand til at tage en prøve direkte fra en stjerne, "siger Greer.