Naukowcy zidentyfikowali niedawno najstarszy materiał na Ziemi: pył gwiezdny mający 7 miliardów lat, schowany w ogromnym, skalistym meteorycie, który uderzył w naszą planetę pół wieku temu.
Ten starożytny pył międzygwiezdny, złożony z ziaren przedpolarnych (ziaren pyłu sprzed naszego Słońca), został uderzony we wszechświat przez umieranie gwiazd w końcowych stadiach ich życia. Część tego pyłu ostatecznie trafiła na Ziemię asteroidą, która wytworzyła meteoryt Murchison, masywny, 220 funtów. (100 kilogramów) skała, która spadła 28 września 1969 r. W pobliżu Murchison w stanie Victoria w Australii.
Nowa analiza dziesiątek ziaren przedtrzonowych z meteorytu Murchison ujawniła zakres wiekowy, od około 4 milionów lat starszych od naszego Słońca - które utworzyło 4,6 miliarda lat temu - do 3 miliardów lat starszych niż nasze Słońce, naukowcy stwierdzili w nowym badaniu .
Choć wszechświat obfituje w pływający gwiezdny pył, w skałach Ziemi nie znaleziono nigdy ziaren przedpolarnych. To dlatego, że tektonika płyt, wulkanizm i inne procesy planetarne podgrzały i przekształciły cały pył przedolarny, który mógł się zebrać podczas formowania Ziemi, powiedział główny autor badań Philipp Heck, kurator meteorologii i badań polarnych Roberta A. Pritzkera w Field Museum of Natural Historia w Chicago.
Kiedy powstają duże, sieroce skały kosmiczne - takie jak asteroida, która wytworzyła Murchisona - one także mogą zbierać starożytny, międzygwiezdny pył. Ale w przeciwieństwie do planet dynamicznych, macierzysta asteroida Murchisona jest „prawie obojętnym kawałkiem skały, który uformował się z mgławicy słonecznej i od tego czasu się nie zmienił”, więc ziarna przedpolarne nie zostały ugotowane na inny rodzaj minerału, powiedział Heck Nauka na żywo.
Większość ziaren przedtrzonowych ma długość około 1 mikrona lub jest nawet mniejsza. Ziarna badane przez naukowców do badań były jednak znacznie większe i miały od 2 do 30 mikronów długości.
„Nazywamy je głazami” - powiedział Heck. „Możemy je zobaczyć pod mikroskopem optycznym”.
Gwiezdny „wyż demograficzny”
Na potrzeby badań Heck i jego koledzy zbadali 40 takich tzw. Głazów z Murchison, rozdrabniając kawałki meteorytu i dodając kwas, który rozpuszczał minerały i krzemiany i ujawniał kwasoodporne ziarna przedtrzonowe.
„Zawsze porównuję to do spalania stogu siana, aby znaleźć igłę” - powiedział Heck.
Naukowcy zastosowali technikę datowania, która mierzyła ekspozycję ziaren na promienie kosmiczne podczas ich podróży międzygwiezdnej przez miliardy lat. W kosmosie wysokoenergetyczne cząstki emanują z różnych źródeł, bombardując i penetrując przechodzące przez nie obiekty stałe. Te promienie kosmiczne reagują ze skałą, tworząc nowe elementy, które gromadzą się z czasem. Mierząc ilość różnych pierwiastków w ziarnach przedpolarnych, naukowcy mogą oszacować, jak długo pył kąpał się w promieniach kosmicznych.
Pomyśl o tym w ten sposób: wyobraź sobie, że podczas burzy stawiasz wiadro na zewnątrz. Heck wyjaśnił, że tak długo, jak deszcz pada w stałym tempie, można obliczyć, jak długo wiadro pozostawało na zewnątrz, na podstawie ilości gromadzonego deszczu.
Większość ziaren - około 60% - pochodziła z około 4,6 miliarda do 4,9 miliarda lat temu. Jednym z możliwych wyjaśnień, dlaczego było tak wiele ziaren w tym wieku, jest to, że wszystkie one były produktem „małego wyżu demograficznego” narodzin gwiazd w naszej galaktyce, który miał miejsce około 7 miliardów lat temu.
„A potem zajęło to od dwóch do dwóch i pół miliarda lat, aby te gwiazdy zaczęły wytwarzać pył” - wyjaśnił Heck. „Kiedy gwiazda się formuje, nie wytwarza pyłu. Przez większość swojego życia gwiazda nie wytwarza pyłu. Gwiazdy wytwarzają pył dopiero pod koniec swojego życia.”
Odkrycie to potwierdza odkrycia innych astronomów, które wskazują na gwałtowny wzrost formacji gwiazd około 7 miliardów lat temu, jak donosili naukowcy.
Co więcej, wiele ziaren nie podróżowało samotnie w kosmosie; podróżowali jak kępy, „jak gromady muesli”, według Hecka. Chociaż nie jest pewne, co wiąże te ziarna, inne badania wykazały, że niektóre ziarna przedpolarne są pokryte lepką warstwą materii organicznej, która mogłaby scementować te gromady razem, powiedział Heck.
Pachnie nauką
Rozdrabnianie i analizowanie kawałków skał kosmicznych zapewniło również badaczom niezwykły produkt uboczny - silny i bardzo ostry zapach. Pasta zmielonego meteorytu uwolniła smród „jak zgniłe masło orzechowe”, powiedziała współautorka badań Jennika Greer, absolwentka Field Museum i University of Chicago.
„Nigdy nie wąchałem zgniłego masła orzechowego” - powiedział Heck w rozmowie z Live Science. „Ale pachniało naprawdę mocno”.
Kolejny meteoryt, który został niedawno dodany do kolekcji Field Museum, Aguas Zarcas z Kostaryki, lub „kosmiczny meteoryt błotny”, miał pachnieć jak ugotowane brukselki. Powiedział Heck, że lotne związki organiczne w skalistych meteorytach, które są abiotyczne - nie tworzą się przez żywe organizmy - wytwarzają te charakterystyczne zapachy po ich podgrzaniu lub rozpuszczeniu.
Heck powiedział, że Murchison był wyjątkowo śmierdzącym meteorytem. Kiedy odwiedził miasto Murchison w 2019 r. Z okazji 50. rocznicy lądowania meteorytu, rozmawiał z ludźmi, którzy byli świadkami tego wydarzenia lub zebrali fragmenty skały kosmicznej. Wielu z nich miało opowieści o charakterystycznym aromacie meteorytu.
„Powiedzieli, że całe miasto pachniało metylowanymi spirytusami, bardzo silnym organicznym zapachem” - powiedział Heck. „Nawet ci, którzy sami nie widzieli meteorytu - wąchali go”.
Odkrycia zostały opublikowane dzisiaj w Internecie (13 stycznia) w czasopiśmie Proceedings of National Academy of Sciences.
