"Det totale antall stjerner i universet er større enn alle sandkornene på alle strendene på planeten Jorden," sa Carl Sagan berømt i sin ikoniske TV-serie Cosmos. Men når to av disse kornene er laget av en silisium-og oksygenforbindelse kalt silika, og de ble funnet gjemt dypt inne i eldgamle meteoritter utvunnet fra Antarktis, kan det hende at de fra en stjerne ... muligens til og med den hvis eksplosive kollaps utløste dannelsen av selve solsystemet.
Forskere fra Washington University i St. Louis med støtte fra McDonnell Center for Space Sciences har kunngjort oppdagelsen av to mikroskopiske korn av silika i primitive meteoritter som stammer fra to forskjellige kilder. Denne oppdagelsen er overraskende fordi silika - en av hovedkomponentene i sand på jorden i dag - ikke er et av mineralene som antas å ha dannet seg i solens tidlige omkretsstillende plate av materiale.
I stedet er det antatt at de to silikakornene ble opprettet av en enkelt supernova som frøset det tidlige solsystemet med avstøpt materiale og bidro til å sette i gang den eventuelle dannelsen av planetene.
I følge en nyhetsmelding fra Washington University, "er det litt som å lære hemmelighetene til familien som bodde i huset ditt på 1800-tallet ved å undersøke støvpartikler som de etterlot seg i sprekker i gulvbordene."
Fram til 1960-tallet mente de fleste forskere at det tidlige solsystemet ble så varmt at presolært materiale ikke kunne ha overlevd. Men i 1987 oppdaget forskere ved University of Chicago små diamanter i en primitiv meteoritt (de som ikke hadde blitt oppvarmet og omarbeidet). Siden den gang har de funnet korn av mer enn ti andre mineraler i primitive meteoritter.
Forskerne kan fortelle at disse kornene kom fra gamle stjerner fordi de har svært uvanlige isotopiske signaturer, og forskjellige stjerner produserer forskjellige proporsjoner isotoper.
Men materialet som vårt solsystem ble laget av, ble blandet og homogenisert før planetene ble dannet. Så alle planetene og solen har omtrent den samme “solenergi” isotopiske sammensetningen.
Meteoritter, hvorav de fleste er asteroider, har også solsammensetningen, men fanget dypt inne i de primitive er rene prøver av stjerner, og de isotopiske sammensetningene av disse presolære kornene kan gi ledetråder til deres komplekse kjernefysiske og konvektive prosesser.
Noen modeller for stjernevolusjon forutsier at silisiumdioksyd kan kondensere i de kjøligere ytre atmosfærene til stjerner, men andre sier at silisium vil bli fullstendig konsumert av dannelse av magnesium- eller jernrike silikater, og ikke la noen danne silika.
"Vi visste ikke hvilken modell som var riktig, og hvilken som ikke var det, fordi modellene hadde så mange parametere," sa Pierre Haenecour, en doktorgradsstudent i Earth and Planetary Sciences ved Washington University og den første forfatteren på et papir som ble publisert i 1. mai utgaven av Astrofysiske journalbokstaver.
Under veiledning av fysikkprofessor Dr. Christine Floss, som fant noen av de første silikakornene i en meteoritt i 2009, undersøkte Haenecour skiver av en primitiv meteoritt brakt tilbake fra Antarktis og lokaliserte et enkelt kisel silika ut av 138 presolære korn. Kornet han fant var rik på oksygen-18, noe som signaliserte kilden fra en supernova fra kjernekollaps.
Når han finner ut at sammen med et annet oksygen-18-beriket silikakorn identifisert i en annen meteoritt av hovedfagsstudenten Xuchao Zhao, startet Haenecour og teamet hans for å finne ut hvordan slike silikakorn kunne danne seg i de kollapsende lagene til en døende stjerne. De fant ut at de kunne reprodusere oksygen-18-berikelsen av de to kornene gjennom blanding av små mengder materiale fra en stjerners oksygenrike indre soner og den oksygen-18-rike helium / karbonsone med store mengder materiale fra det ytre hydrogen konvolutten av supernovaen.
Faktisk, sa Haenecour, blandingen som produserte sammensetningen av de to kornene var så lik, kornene kunne godt ha kommet fra den samme supernovaen - muligens den samme som utløste kollapsen av den molekylære skyen som dannet vårt solsystem.
"Det er litt som å lære hemmelighetene til familien som bodde i huset ditt på 1800-tallet ved å undersøke støvpartikler som de etterlot seg i sprekker i gulvbordene."
Gamle meteoritter, noen få mikroskopiske korn med stjernesand, og en mye på laboratoriearbeid ... det er et eksempel på kosmisk rettsmedisin på sitt beste!
Kilde: Washington University i St. Louis
