Naukowcy odkryli pierwotne minerały, które utworzyły się podczas eksplozji supernowej, która miała miejsce w zamierzchłej przeszłości. Ziarna minerału zostały znalezione wśród pyłu zebranego przez misję NASA, której celem były górne warstwy atmosfery ziemskiej. Materiał ten musiał zostać przyniesiony w ten rejon przez kometę albo prymitywną planetoidę.

To pierwszy przypadek wykrycia ziaren krzemowych, tutaj – oliwinu, pochodzących z wybuchu supernowej. Ziarna te dostarczą ważnych informacji o tym, ile materii pochodzącej z wybuchu supernowej brało udział w powstaniu Słońca i planet oraz jaki był w tym udział radioaktywnych pierwiastków wykorzystwanych w technikach datowania izotopowego. Odkrycie to dostarczy astrofizykom dowodów fizycznych potrzebnych do weryfikacji złożonych modeli numerycznych opisujących wybuch supernowej.

Autorami badań, których wyniki zostały opublikowane w magazynie Science są Scott Messenger i Lindsay P. Keller z Centrum Kosmicznego Johnsona w Houston oraz Dante S. Lauretta z Lunar and Planetary Laboratory.

Naukowcy nie wiedzą, czy wybuch supernowej przyczynił się do powstania Układu Słonecznego, ale znaleźli radioaktywne atomy pochodzące z okresu kilku milionów lat przed formacją Układu Słonecznego i dowody na to, że powstały one podczas wybuchu supernowej.

W swych badaniach Messenger wykorzystał nowy rodzaj mikrpróbnika jonowego nazwanego NAnoSMS, który pozwolił zbadać skład iztopowy tlenu znajdującego się w tych nezwykłych ziarnach.

Badania pozwoliły stwierdzić, że znaleziony oliwin nie pochodzi z nikąd w Układzie Słonecznym, mimo że jest to minerał często występujący w Układzie Słonecznym. “Olaiwin, którego niektóre formy możn zaliczyć do kamieni szlachetnych, bardzo często jest znajdowany w meteorytach, a także buduhe większość płaszcza Ziemi” – mówi Lauretta. – “Dlatego tak trudno było określić, że ten oliwin pochodzi z innego układu gwiazdowego“.

Ziarna pochodzące z eksplozji supernowej mają zupełnie inny skład zotropowy niż ziarna znajdowane w meteorytach lub kometach, ale ten skład zgadza się z przewidywaniami modeli astrofizycznych zjawiska supernowej” – mói Messenger.

Keller zidentyfikował skład minieralny ziaren przy użyciu transmicyjnego mikroskopu elektronowego. Naukowcy NASA zapytali Lauterra, czy znalezione ziarna mogą pochodzić z eksplozji supernowej.

Lauretta wykorzystał znany model zjawiska supernowej aby obliczyć, czy ziarno mogły powstać w wyniku kondensacji stygnącego gazu powstałeko podczas eksplozji, na co mógł wskazywać jego skład. Okazało się, że obliczeniowa analiza chemiczna zgodziła się dokładnie z izotropwym i mineralnym składem ziarna oliwinu. Można było również określić, gdzie w eksplozji supernowej powstały te ziarna.

Chociaż nie ma sposoby, żeby bezpośrednio zmierzyć wiek analizowanego oliwinu, naukowcy twierdzą, że jego skład został tan mało zmieniony, że minerał prawdopodobnie nie spędził wiele czasu w przestrzeni międzygwiezdnej.”WIemy z obserwacji astronomicznych, że kryształy krzemianów powstałych w gwiazdach są szybko niszczone przez nieprzyjazne środowisko przestrzeni międzygwiazdowej” – mówi Keller. – “Dlatego przetrwanie tych ziaren w nienaruszonym stanie jest godne podkreślenia“.

Naukowcy zrekonstruowali niezwykłą historię oliwinu.

  • Minerał zbudowany jest z pierwiastków, które połaczyły się w gwałtownej ekspolozji umierającej gwiazdy, 15 razy masywniejszej niż Słońce;
  • Oliwin skrystalizował się, gdy gaz supernowej stygnął i formował się w pył. Liczne maleńkie ziarenka oliwinu połączyły się następnie i utworzyły ziarno o wielkości mniejszej od milimetra;
  • Oliwin przebywał w przestrzni międzygwiazdowej przez miliony lat, aż dostał się do zimnego obłoku pyłu i pokrył cienką warstwą substancji organicznych;
  • W pewnym momencie z obłoku utworzył się nasz Układ Słoneczny, a oliwin został uwiązniony w komecie lub planetoidzie około 4,5 miliardów lat temu. Planetoida musiała byc prymitywna, tzn. nie została podgrzana tak, by ziarna uległy zniszczeniu;
  • Całkiem niedawno nienaruszony oliwin został dostarczony do górnych warst atmosfery ziemskiej, gdzie wraz z innymi ziarnami pyłu międzygwiezdnego został złapany przez kolektor wysoko atmosferycznego samolotu badawczego NASA;

Te ziarna są najbliższym analogiem próbek, które powinna dostarczyć sonda Stardust” – mów Lauretta. Sonda Stardust w Zdjęcia jądra komety Wild 2“>styczniu 2004 roku przeleciała w pobliżu komety Wild 2. “W skrócie mówiąc wystawiliśmy tace z aerożelem przelatując przez komę, nałapaliśmy trochę pyłu i wracamy z próbkami do domu na Ziemię” – streszcza przebieg misji Stardust Lauretta. Sonda ma powrócić na Ziemię w styczniu 2006 roku.

Autor

Anna Marszałek