Древние космические кристаллы могут доказать, что солнце в детстве устраивало истерики

Вы можете многому научиться у горных пород возрастом 4,5 миллиарда лет.

Многие новорожденные и маленькие звезды мало чем отличаются от новорожденных и малышей - они склонны к приступам капризной энергии, громким и жестоким всплескам настроения, а также беспорядочным воплям и рвоте кучей отвратительной материи во всех направлениях. Естественно предположить, что даже у нашего Солнца возрастом 4,6 миллиарда лет в молодости был бурный расцвет, но без каких-либо веских доказательств, подтверждающих это, единственное, что у многих ученых было для них, - это сильные подозрения. Новые данные, сосредоточенные вокруг своеобразного набора древних синих кристаллов из космоса, похоже, предполагают, что Солнце испускало гораздо больший поток космических лучей в своей ранней истории, чем мы когда-то думали.

Эти синие кристаллы называются гибонитом, и они прибыли сюда, на Землю, в результате ударов метеорита. Гибонит является одним из первых минералов, образовавшихся в солнечной системе за счет охлаждающего газа, полученного от Солнца. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy , посвящено метеориту Мерчисон, который упал в Австралии в 1969 году и, вероятно, произошел от астероида в поясе астероидов, и имеет частицы размером в микрон, едва превышающие ширину человеческого волоса.

«Мы думаем, что гибониты, подобные тем, что в Мерчисоне, образовались близко к молодому солнцу, потому что именно там температура была достаточно высокой для образования таких минералов», - говорит Левке Кёоп, исследователь космохимии из Чикагского университета и ведущий автор нового исследования. «Гибониты из Мерчисона известны тем, что демонстрируют большие изотопные аномалии, которые говорят нам о типах звезд, которые внесли материал в молекулярное облако, из которого образовалось Солнце». У команды нет точной даты зерен гибонита, но, исходя из возраста тугоплавких элементов в метеорите, они считают, что возраст кристаллов немногим более 4,5 миллиардов лет.

Если бы гибонит действительно был произведен ранним активным Солнцем , ответ можно было бы найти при анализе изотопов гелия и неона в кристаллах. Высокоэнергетические частицы, выбрасываемые изменчивым молодым солнцем, ударили бы от отложений кальция и алюминия в кристаллах, разделили бы эти атомы на неон и гелий и были бы безвозвратно захвачены в ловушку на миллиарды лет.

Ведущий автор Левке Кёп за работой в лаборатории.

Исследовательская группа изучала кристаллы гибонита с помощью высокочувствительного масс-спектрометра в ETH Zurich в Швейцарии, расплавляя зерна гибонита с помощью лазера, в то время как спектрометр измерял и подтверждал наличие концентраций гелия и неона.

Помимо простой иллюстрации того, что молодое Солнце прошло фазу высокой активности, новые результаты также показывают, как некоторые метеоритные материалы из солнечной туманности напрямую подвержены влиянию молодого солнечного излучения. Команда также заметила, что гелий и неон отсутствуют в более молодых кристаллах, что указывает на то, что что-то изменилось позже в условиях облучения, созданных Солнцем, и поднимает вопрос о том, что произошло. Такое понимание может привести к лучшему пониманию того, какую роль играет эволюция звезд в создании элементов и материалов, которые позже собираются в планеты и другие небесные тела.

Крошечный кристалл гибонита из метеорита Мерчисон. 

«В течение последних нескольких десятилетий велись споры о том, содержат ли метеориты свидетельства раннего активного Солнца», - говорит Кёоп. «В общем, даже нам было сложно понять, чего ожидать от этого исследования. В конце концов, мы были очень взволнованы, увидев такую ​​четкую сигнатуру излучения в гибонитах ».

Эндрю Дэвис, соавтор исследования, связанного с Чикагским университетом и Полевым музеем естественной истории, указывает, что крохотный размер зерен гибонита ограничивает то, насколько команда может измерить следы гелия и неона, а также анализ абсолютного возраста самого гибонита. Более того, анализы также предполагают разрушение зерен. «Мы работаем над новым прибором в моей лаборатории, чтобы изучить изотопный состав большего количества элементов в зернах гибонита, чтобы лучше понять, как различные источники пыли смешивались в ранней солнечной туманности», - говорит он.

Тем не менее, значение только этих результатов не следует недооценивать. «Я занимаюсь исследованиями этого типа очень давно. Я постоянно скептически относился к заявлениям ученых о том, что были обнаружены следы раннего солнца ».

«Благодаря этому новому исследованию, - говорит он, - я счастлив изменить свое мнение».