В метеоритах иногда обнаруживаются вкрапления звёздной пыли, которая старше Солнечной системы. Однако новая находка побила все рекорды возраста. Она может предоставить бесценную информацию о далёком прошлом нашего района Галактики.
Открытие описано в научной статье, опубликованной в журнале PNAS.
Как известно, Солнечная система образовалась из облака газа и пыли. Примерно 4,6 миллиарда лет назад в недрах новорождённой звезды начались термоядерные реакции. Эту цифру часто называют возрастом Солнца, хотя само формирование светила, разумеется, стартовало раньше.
Примерно в каждом двадцатом упавшем на Землю метеорите находят пресолярные зёрна. Это вкрапления звёздной пыли, образовавшиеся ещё до рождения Солнца. Они сохранились с тех времён практически неизменными, а потому несут бесценную информацию о составе вещества, из которого образовалась Солнечная система.
Авторы нового исследования изучали пресолярные зёрна карбида кремния (SiC) из метеорита, упавшего в 1969 году в Австралии. Для этого фрагмент небесного камня буквально стёрли в порошок, а потом растворили в кислоте. Пресолярным зёрнам с их микроскопическим размером и химической устойчивостью это не повредило.
"Это похоже на сжигание стога сена, чтобы найти иголку", – сравнивает Филипп Хек (Philipp Heck) из Чикагского университета, первый автор исследования.
В результате в руках учёных оказалось 40 зёрен. Далее требовалось определить их возраст.
Специалисты опирались на содержание в образцах неона-21, который образуется под воздействием космических лучей. По тому, сколько в веществе накопилось этого изотопа, можно определить, как долго оно бомбардируется космическими лучами. Так по уровню воды в ведре можно узнать, давно ли оно стоит под дождём, объясняет Хек.
Оказалось, что изученные пресолярные зёрна очень разнятся по возрасту. Самое молодое из них старше Солнца на 3,9 ± 1,6 миллиона лет, а самое древнее – на невероятные 3 ± 2 миллиарда (!) лет. (Здесь возраст нашей звезды считается равным 4,6 миллиарда лет). По оценкам авторов, как минимум 8% исследованных образцов старше светила на миллиард лет и более.
"Это самое древнее твёрдое вещество из когда-либо найденных, и оно рассказывает нам о том, как в нашей галактике образовались звёзды. Это одно из самых захватывающих исследований, над которыми я работал," – признаётся Хек.
Около 60% изученных зёрен старше Солнца менее чем на 300 миллионов лет. Учёные полагают, что это сравнительно молодое вещество образовалось в звёздах, вспыхнувших семь миллиардов лет назад. За несколько сотен миллионов лет до рождения Солнца они как раз вступили в пору старости, и в их заметно остывших атмосферах начала образовываться пыль.
"У нас больше молодых зёрен, чем мы ожидали, – рассказывает Хек. – Наша гипотеза состоит в том, что большинство этих зёрен, возраст которых составляет от 4,9 до 4,6 миллиарда лет, образовались в период усиления звездообразования. До рождения Солнечной системы было время, когда образовывалось больше звёзд, чем обычно".
Этот результат станет ещё одним аргументом в споре о том, как менялась интенсивность рождения звёзд в Млечном Пути.
"Некоторые думают, что скорость звездообразования в Галактике постоянна, – поясняет учёный. – Но благодаря этим зёрнам у нас теперь есть прямое свидетельство периода усиленного звездообразования в нашей галактике семь миллиардов лет назад, полученное с помощью образцов из метеоритов. Это один из ключевых выводов нашего исследования".
Образцы преподнесли экспертам ещё один сюрприз. Сравнив содержание изотопов неона и гелия, исследователи выяснили неожиданный факт. Как минимум 12 изученных зёрен первоначально входили в состав более крупных комков межзвёздной пыли. Эти тела были примерно в 30 раз крупнее самих зёрен и могли быть покрыты водяным льдом и органикой.
К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о пресолярном зерне, раскрывшем важные тайны вспышек новых звёзд. Рассказывали мы и о древнейших минералах в Солнечной системе.
