Ученые обнаружили следы самой древней на данной момент материи в Солнечной системе внутри одного из фрагментов знаменитого метеорита Мерчисон, упавшего в окрестностях одноименного города на юге Австралии в 1969 году. Изучение этой космической пыли, чей возраст составляет 7 млрд лет, поможет раскрыть историю жизни и смерти соседних звезд, пишут ученые в журнале Nature Astronomy.
"Можно сказать, что мы держим в руках окаменевшие останки звезд. Данные частицы звездной пыли были заточены внутри метеоритов миллиарды лет назад, что сделало их идеальными капсулами времени, внутри которых сохранились следы эпохи, закончившейся еще до рождения Солнечной системы", - заявил Филипп Хек, доцент Чикагского университета (США), чьи слова приводит пресс-служба журнала.
Земля и прочие планеты, как и само Солнце, сформировались примерно 4,5 млрд лет назад в результате сжатия облака материи, состоявшего из межзвездного газа и пыли. Следы этой первичной материи Солнечной системы, как предполагают ученые, должны были сохраниться в недрах самых древних комет и астероидов, чьи первые фрагменты будут доставлены на Землю миссиями OSIRIS-REx и "Хаябуса-2" в текущем десятилетии.
Позже приток материи в Солнечную систему прекратился, так как возникла так называемая гелиосфера - пузырь из горячей плазмы солнечного ветра. Он окружает все планеты Солнечной системы и ее ближайшие окраины, а также не дает частицам космической пыли проникнуть внутрь себя, выталкивая их назад в открытый космос. Благодаря этому изотопный и химический состав Солнечной системы заметно отличается от того, как устроена межзвездная среда.
Границы гелиосферы, как недавно выяснили инструменты зондов серии Voyager, находятся примерно в 120 раз дальше от Солнца, чем Земля. По этой причине астрономы получили первые достоверные данные о свойствах межзвездного пространства только в прошлом году, когда Voyager 2 начал изучение космоса за пределами этого плазменного пузыря. По этой причине следы космической пыли, сохранившиеся внутри метеоритов, представляют огромный интерес для астрономов и геологов.
Хек и его коллеги нашли самые древние на данный момент следы космической пыли в Солнечной системе, изучая содержимое осколков астероида, упавшего в окрестностях австралийского городка Мерчисон в 1969 году. Он быстро стал известен благодаря тому, что геологи и химики нашли в его толще множество аминокислот, примитивных "кирпичиков жизни", в том числе и те, которые на Земле не существуют.
Авторов статьи интересовали более простые и невзрачные компоненты астероида - зерна карбида кремния, тугоплавкого соединения углерода и кремния. Эти частицы возникают в больших количествах в верхних слоях атмосферы звезд на последних этапах их жизни. В случае с метеоритом Мерчисон они явно носили межзвездное происхождение, так как доли изотопов различных элементов внутри них не совпадали с соответствующими значениями для материи Солнечной системы.
Геологи попытались измерить их возраст, воспользовавшись одной простой закономерностью. Чем дольше зерна космической пыли проводили в межзвездной среде до попадания в "зародыш" Солнечной системы, тем чаще они подвергались действию космических лучей высокой энергии. Эти частицы в свою очередь сталкивались с атомами различных соединений, присутствующих внутри пыли, и порождали вещества, которые звезды обычно не вырабатывают.
Подобная закономерность позволяет вычислить возраст частиц космической пыли, опираясь, к примеру, на соотношение долей неона-21 и гелия-3. Руководствуясь этой идеей, Хек и его коллеги размололи несколько десятков крупных зерен межзвездной материи, пропустили их через ускоритель частиц и точно вычислили доли этих благородных газов.
Оказалось, что большая часть из них возникла относительно недавно - примерно 4,6-4,9 млрд лет назад. Это говорит о том, что рождение Солнечной системы предварялось мощной вспышкой звездообразования по соседству с "зародышем" нашего светила. Еще одно событие такого рода, как на то указывают самые древние зерна пыли, произошло примерно 7 млрд лет назад.
"Многие коллеги думали, что звезды формировались в Млечном пути с примерно постоянной скоростью. Благодаря этому метеориту и зернам пыли мы получили первые прямые свидетельства того, что это было не так. 7 млрд лет назад в галактике произошло событие, резко ускорившее формирование новых светил", - заключил Хек.