Muinainen tähtipöly meteoriitissa on maata vanhempi
Graafinen kuva, joka kuvaa granolan kaltaista tähtipölyä muna-sumusta. Kuva NASA: n kautta/ W.Sparks (STScI)/ R.Sahai (JPL)/ Janaína N. Ávila/EurekAlert!.
Kuten sanonta kuuluu,me kaikki olemme tehty tähtipölystä. Se on totta.Elementitkehossamme - happi, hiili, typpi, kalsium ja niin edelleen - valmistetaan tähtien ydinuunissa. Kun tutkijat puhuvat tähtipölystä, taikosminen pöly, he puhuvat kuolleista tähdistä jääneistä pienistä hiukkasista, jotka räjähtivät supernovina. Tämä tähtipöly muodostaa myöhemmin uusia tähtiä, planeettoja ja kuita, myös omassa aurinkokunnassamme. Se menee aurinkokunnan roskiin, asteroideihin ja komeettoihin ja lopulta osaksimeteoriitittai avaruudesta peräisin olevia kiviä, jotka löytävät tiensä maan pinnalle. Nyt Chicagon Field Museumin tutkijat ovat löytäneetvanhimmat tunnetut tähtipölyn näytteetAustraliassa laskeutuneessa meteoriitissa. Meteoriitin arvioidaan olevan 5-7 miljardia vuotta vanha. Tähtipölynäytteet ovat vanhin koskaan maapallolta löydetty materiaali. Tämä pöly on tasaistavanhempi kuin aurinkokuntamme.
Uusivertaisarvioitututkimus olijulkaistusisäänKansallisen tiedeakatemian julkaisut13. tammikuuta 2020.
Philipp Heck, museon kuraattori ja paperin pääkirjailija, sanoi alausunto:
Tämä on yksi mielenkiintoisimmista tutkimuksista, joita olen työskennellyt. Nämä ovat vanhimpia koskaan löydettyjä kiinteitä materiaaleja, ja ne kertovat kuinka tähdet muodostuivat galaksissamme.
Nämä hiukkaset, jotka tunnetaan myös nimelläpresolaariset jyvätovat todellakin,Todellavanha. Ne syntyivät kauan ennen kuin aurinkomme oli koskaan olemassa. Kuten Heck kommentoi:
Ne ovat kiinteitä näytteitä tähdistä, todellista tähtipölyä.
ForVM 2020 -kuukalenterit ovat saatavilla! Vain muutama jäljellä. Tilaa nyt!
Opinto-osan kirjoittajaJennika GreerChicagon yliopistossa. Hän sanoi: 'Kun olet oppinut tästä, miten haluat opiskella jotain muuta?' Kuva UChicagon kautta.
Skannaava elektronimikroskoopin kuva yhdestä presolaaristen jyvien paakusta tai tähtipölystä. Kuva Janaína N. Ávilan kautta/EurekAlert!.
Vaikka tähtipöly on yleinen ainesosa uusille tähdille Linnunradan galaksissamme, se on uskomattoman harvinaista maan päällä. Miten se löytyy? Kuten tässä tapauksessa, tähtipöly löydettiin meteoriitista tai avaruuskivestä. Jotta saisit käsityksen siitä, kuinka harvinaista se on, alle 5% meteoriiteista näyttää sisältävän tähtipölyjyviä. Meteoriitin jyvät ovat todellinen aarre ja erityisen kiinnostava tutkijoille. Ne ovat pysyneet ennallaan miljardeja vuosia. He voivat tarjota vilauksen siitä, millaiset olosuhteet olivatennen kuin aurinkokuntamme syntyi.
Kenttämuseon tutkijoiden tutkimat näytteet ovatMurchisonin meteoriitti, joka putosi Australiassa vuonna 1969. Kenttämuseossa on tämän meteoriitin suurin pala, ja viljanäytteet otettiin ensimmäisen kerran meteoriitista Chicagon yliopistossa (UChicago) 30 vuotta sitten.
Meteoriitin palaset murskataan jauheeksi, mikä voi olla melko haiseva prosessi. KutenJennika Greer, UChicagon tutkimuksen toinen kirjoittaja, selitti:
Se alkaa murskaamalla meteoriitin palaset jauheeksi. Kun kaikki palaset on erotettu toisistaan, se on eräänlainen tahna, ja sillä on pistävä ominaisuus - se haisee mätältä maapähkinävoilta.
Pistävä tahna liuotetaan sitten happoon, kunnes jäljelle jää vain tähtipölyjyviä. Heckin mukaan:
Se on kuin heinänippun polttaminen neulan löytämiseksi.
Toinen skannaava elektronimikroskooppi kuva joistakin presolaarisista jyvistä tai tähtipölystä. Kuva Heck et ai./ kauttaPNAS.
Tutkijat halusivat tietää, kuinka vanhoja jyvät olivat ja millaisista tähdistä ne ovat peräisin. Heck sanoi:
Käytimme altistumisen ikätietoja, jotka mittaavat pohjimmiltaan heidän altistumistaankosmiset säteet, jotka ovat korkean energian hiukkasia, jotka lentävät galaksimme läpi ja tunkeutuvat kiinteään aineeseen. Jotkut näistä kosmisista säteistä ovat vuorovaikutuksessa aineen kanssa ja muodostavat uusia elementtejä. Ja mitä kauemmin ne altistuvat, sitä enemmän nämä elementit muodostuvat.
Vertaan tätä kauhan sulkemiseen sateessa. Olettaen, että sademäärä on vakio, ämpäriin kertynyt vesimäärä kertoo, kuinka kauan se oli alttiina. Mittaamalla, kuinka monta näistä uusista kosmisista säteilystä tuotetuista elementeistä on esiasteessa, voimme kertoa, kuinka kauan se oli altistunut kosmisille säteille, mikä kertoo kuinka vanha se on.
Kuinka vanhoja nämä viljat sitten ovat? Jotkut niistä osoittautuivat tähän mennessä vanhimmaksi löydetyksi ja maan vanhimmaksi tunnetuksi materiaaliksi, vanhemmaksi kuin maapallo itse. Suurin osa jyvistä on 4,6–4,9 miljardia vuotta vanhoja, kun taas jotkut ovat jopa 5,5 miljardia vuotta tai vanhempia. Maapallo on 4,5 miljardia vuotta vanha ja aurinko 4,6 miljardia vuotta vanha. Joten nämä jyvät ovat peräisin ennen aurinkokuntamme muodostumista.
Toisessa merkittävässä havainnossa tutkijat huomauttivat, että ilmeisesti oli 'vauvabuumi' uusia tähtiä, jotka muodostivat noin 7 miljardia vuotta sitten, ja nämä jyvät voivat jäädä niistä. Heck sanoi:
Meillä on enemmän nuoria viljoja kuin odotimme. Hypoteesimme on, että suurin osa näistä 4,9–4,6 miljardin vuoden ikäisistä jyvistä muodostui tehostuneen tähtien muodostumisen jaksossa. Ennen aurinkokunnan alkua oli aika, jolloin tähtiä muodostui tavallista enemmän.
Murchisonin meteoriitti, joka putosi Australiassa 28. syyskuuta 1969. Kuva kauttaWikipedia.
Tällä tavoin tähtipöly voi myös antaa vihjeitätähtien evoluutioja tähtien muodostumisen historia, ei vain tähtien kuolema. Se tarjoaa todisteita tähtien muodostumisen pitkittyneistä ajanjaksoista, jolloin syntyy tavallista enemmän tähtiä. Heckin mukaan:
Jotkut ihmiset ajattelevat, että galaksin tähtien muodostumisnopeus on vakio. Mutta näiden jyvien ansiosta meillä on nyt suoria todisteita siitä, että galaksimme tähtiä on muodostunut 7 miljardia vuotta sitten meteoriittinäytteiden avulla. Tämä on yksi tutkimuksemme keskeisistä havainnoista.
Toinen mielenkiintoinen tulos tutkimuksesta oli, että tähtipölyhiukkaset näyttävät usein kelluvan avaruuden läpi, jotka ovat tarttuneet yhteen granolamaisiin klustereihin. Tämä oli odottamatonta, Heck sanoi:
Kukaan ei uskonut tämän olevan mahdollista tuossa mittakaavassa.
Kaiken kaikkiaan havainnot antavat uutta tietoa tähtien elinkaarista. Kuten Heck totesi:
Tämän tutkimuksen avulla olemme suoraan määrittäneet tähtipölyn eliniän. Toivomme, että tämä otetaan käyttöön ja tutkitaan, jotta ihmiset voivat käyttää sitä panoksena koko galaktisen elinkaaren malleihin.
Toivon, että meillä olisi enemmän ihmisiä työskentelemässä sen parissa oppiaksemme lisää kotimme galaksista, Linnunradasta.
Olen aina halunnut tehdä tähtitieteen geologisilla näytteillä, joita voin pitää kädessäni. On niin jännittävää katsoa galaksimme historiaa. Tähtipöly on vanhin materiaali, joka on saavuttanut Maan, ja siitä voimme oppia kantatähdistämme, kehomme hiilen alkuperästä ja hengitettävän hapen alkuperästä. Tähtipölyn avulla voimme jäljittää materiaalin takaisin aikaan ennen aurinkoa.
Greer tiivisti asian näin:
Kun olet oppinut tästä, miten haluat opiskella jotain muuta? Se on mahtava. Se on maailman mielenkiintoisin asia.
Philipp HeckChicagon Field Museumissa on Australian Murchison -meteoriitin tähtipölyjyviä käsittelevän uuden kirjan pääkirjailija. Hän kommentoi: 'Hypoteesimme on, että suurin osa tutkimistamme jyvistä, jotka ovat 4,9-4,6 miljardia vuotta vanhoja, muodostui tehostetun tähtien muodostumisen jaksossa.' Kuva kauttaKenttämuseo.
Bottom line: Tutkijat ovat löytäneet meteoriitista tähtipölyjyviä, jotka ovat maan vanhin tunnettu materiaali, jopa vanhempi kuin maapallo ja aurinkokuntamme.
Lähde: Tähtienvälisen pölyn elinikä esipolaarisen piikarbidin kosmiselle säteilylle altistumisesta