Древнейший материал на Земле оказался старше Солнечной системы

Микроскопические твердые частицы, найденные в метеорите четверть века назад, наконец-то были датированы. Оказалось, что они старше Солнечной системы как минимум на несколько сотен миллионов лет.

Эти маленькие частицы пыли были созданы далекой звездой примерно 5–7 миллиардов лет назад, показало новое исследование. Для сравнения, нашему Солнцу всего 4,6 миллиарда лет.

Эти частицы — древнейший твердый материал из когда-либо обнаруженных в метеорите, и он может помочь нам понять, как формировались звезды нашей галактики.

Древнейший материал на Земле оказался старше Солнечной системы

Не впервые ученые находят в метеорите частицы старше Солнечной системы. Такие фрагменты называют досолнечными зернами (presolar grains). Конечно, встречаются они редко. К тому же микроскопический размер усложняет поиск.

Одним из самых известных метеоритов с досолнечными зернами является Мурчисонский метеорит (wiki). Это гигантский булыжник, упавший в Австралии в сентябре 1969 года. Специалисты Филдовского музея естественной истории (Чикаго, США) смогли выписать себе 52 килограмма обломков этого метеорита для подробного изучения.

К 1990 году они нашли в метеорите большое количество микроскопических частиц карбида кремния, которые оказались межзвездными — то есть досолнечными. Но точный возраст определить никак не удавалось — технологии еще не были настолько развитыми.

И вот космохимик Филипп Хек (Philipp Heck) и его коллеги из Филдовского музея и Чикагского университета решили подвергнуть эти частицы полноценному анализу.

Используя электронную микроскопию, вторичную ионную масс-спектрометрию и масс-спектрометрию с использованием инертных газов (noble gas mass spectrometry), ученые искали следы воздействия космического излучения.

Некоторые космические лучи взаимодействуют с материей и формируют новые элементы. Чем дольше воздействие, тем больше формируется таких элементов, — объясняет Хек.
Это можно сравнить с ведром под дождем при том, что дождь идет постоянно. Количество воды в ведре будет отражать продолжительность дождя.

Сорок частиц карбида кремния проверили на следы гелия-3 и неона-21. Это позволило определить возраст зерен. Возраст большинства зерен составил 4,6–4,9 миллиарда лет. Но было и несколько зерен возрастом больше 5,5 миллиарда лет.

Древнейший материал на Земле оказался старше Солнечной системы

Большое количество относительно молодых зерен удивило ученых. 

Они полагают, что большинство этих частиц сформировалось в период активного звездообразования. Действительно, незадолго до возникновения Солнечной системы был период, когда звезды формировались чаще, чем обычно.

Ученые определили, что этот период активного звездообразования должен был произойти примерно 7 миллиардов лет назад, что подтверждается другими исследованиями. Когда звезды достаточно повзрослели, частицы, вероятно, через внешние потоки попали в окружающий космос.

Авторы уверены, что частицы не могли бы сами по себе пережить взрыв их звезды в сверхновую. Значит, они, вероятно, уже к тому моменту собрались в более массивные объекты.

Ученые считают находку доказательством того, что скорость звездообразования в галактике не остается постоянной — иногда она увеличивается, а потом снова затихает.

— 
Научная статья была опубликована в
PNAS. https://doi.org/10.1073/pnas.1904573117
Источинки:
Science Alert, Space.com.