Wissenschaftler haben ein seltenes Sternenstaubpartikel entdeckt, das beim explosiven Tod eines fernen Sterns durch eine Supernova übrig geblieben ist. Es scheint, dass dieser Punkt von einem alten Meteoriten umgeben ist.
Das Staubkorn ist zwar klein, kann aber dazu beitragen, eine Geschichte über Leben, Tod und stellare Wiedergeburt zu erzählen, die fast die gesamte 13,8 Milliarden Jahre alte Geschichte des Kosmos umfasst. Es könnte Wissenschaftlern auch ermöglichen, die Geheimnisse eines kürzlich entdeckten Sterntyps zu lüften, der in einer einzigartigen Supernova-Explosion stirbt.
„Diese Teilchen sind wie himmlische Zeitkapseln und liefern eine Momentaufnahme des Lebens ihres Muttersterns“, sagte der Leiter des Forschungsteams und Wissenschaftler des Lunar and Planetary Science Institute in einer Erklärung.
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Eine herausragende Geschichte über Tod und Wiedergeburt
Die meisten Meteoriten sind wie Zeitkapseln, die Wissenschaftlern sagen, welches Material vor etwa 4,6 Milliarden Jahren im Sonnensystem vorhanden war, als die Sonne nur ein neugeborener Stern war, der von einer Scheibe aus Gas und Staub umgeben war, die als „protoplanetare Scheibe“ bezeichnet wurde.
Zu dichte Bereiche dieses Gases und Staubes wären unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammengebrochen und hätten weiterhin Materie angesammelt, was schließlich zur Entstehung von Planeten wie der Erde und zur Entstehung des Sonnensystems, wie wir es heute kennen, geführt hätte. Das bei der Geburt des Planeten zurückgelassene Material wäre in Asteroiden und Kometen integriert worden.
Das erste Sonnensystem war ein gewalttätiger und chaotischer Ort. Asteroiden und Kometen würden auf die Erde und andere Planeten prallen und sogar ineinander stoßen. Die bei diesem ersten kosmischen Zerstörungsderby entstandenen Fragmente würden auch auf unseren Planeten herabregnen; Dies geschieht, nur für den Fall, auch heute noch – und liefert eine kosmische „Fossilaufzeichnung“ des frühen Sonnensystems.
Dennoch war es schon immer möglich, dass in antiken Meteoriten eingeschlossene Materialien eine viel ältere Geschichte erzählen, nicht von der Schöpfung, sondern von der Zerstörung.
Als Sterne, die vor der Sonne existierten, in gewaltigen Supernova-Explosionen starben, hätte sich die Materie, die diese Sternkörper im Laufe ihres Lebens gebildet hatten, im gesamten Universum ausgebreitet.
Ein Teil dieses Materials gelangte unweigerlich in die nächste Generation von Sternen und die sie umgebenden protoplanetaren Scheiben. Es ist jedoch eine Herausforderung, dieses gebrauchte Material von anderen Arten kosmischer Materialien zu unterscheiden. Nevill und sein Team versuchten dies zu erreichen, indem sie nach ungewöhnlichen Versionen oder „Isotopen“ bekannter chemischer Elemente suchten.
„In unserem Sonnensystem erzeugte Materialien weisen vorhersehbare Isotopenverhältnisse auf – Varianten von Elementen mit unterschiedlicher Anzahl von Neutronen“, erklärte Nevill. „Das von uns analysierte Teilchen weist ein Verhältnis von Magnesiumisotopen auf, das sich von allem anderen in unserem Sonnensystem unterscheidet.“
Die extremen Ergebnisse dieser Analyse überraschten das Team.
„Die Ergebnisse waren im wahrsten Sinne des Wortes außergewöhnlich“, sagte Nevill. „Das extremste Magnesiumisotopenverhältnis aus früheren Studien zu präsolaren Körnern lag bei etwa 1.200. Das Korn in unserer Studie hat einen Wert von 3.025, was der höchste jemals entdeckte Wert ist.“
Er glaubt, dass dieses außergewöhnlich hohe Isotopenverhältnis darauf hindeutet, dass der Stern, der diesen Fleck spiralförmig in die Region des Weltraums katapultierte, die eines Tages die Heimat des Sonnensystems sein würde, bei einem kürzlich entdeckten Ereignis starb: einer kohlenstoffverbrennenden Supernova. Wasserstoff.
Wasserstoffverbrennende Supernovae treten auf, wenn massereiche Sterne mit Resten von Wasserstoff in ihren äußeren Schichten (nachdem ihre Wasserstoffreserven in ihren Kernen erschöpft sind) explodieren. Dies führt zu einer schnellen Verbrennung dieses verbleibenden Wasserstoffs.
„Die Atomsonde lieferte uns einen umfassenden Detaillierungsgrad, auf den wir in früheren Studien nicht zugreifen konnten“, sagte Teammitglied und Wissenschaftler der Curtin University, David Saxey. „Die wasserstoffbrennende Supernova ist eine Art Stern, der erst kürzlich entdeckt wurde, etwa zur gleichen Zeit, als wir das winzige Staubpartikel analysierten.
„Der Einsatz der Atomsonde in dieser Studie liefert einen neuen Detaillierungsgrad, der uns hilft zu verstehen, wie diese Sterne entstanden sind.“
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Teammitglied Phil Bland, ein Forscher an der School of Earth and Planetary Sciences der Curtin University, stellte fest, dass diese Ergebnisse zeigen, wie seltene Partikel in Meteoriten Wissenschaftlern Einblick in die Ereignisse geben können, die weit über die Grenzen des Sonnensystems hinaus stattfinden.
„Es ist einfach unglaublich, Messungen im atomaren Maßstab im Labor mit einem kürzlich entdeckten Sterntyp in Verbindung bringen zu können“, schloss er.
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden am Mittwoch, 27. März, im Astrophysical Journal veröffentlicht.