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陨石含有地球上最古老的物质:70亿年的星尘

2020-01-20 16:23:32    来源:    我来说两句()
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 星星有生命周期。它们是在漂浮在太空中的少量灰尘和气体相互发现并相互坍塌并发热时诞生的。它们燃烧了数百万到数十亿年,然后死亡。当它们死亡时,它们会将风中形成的粒子排入太空,而这些星尘最终会与新的行星,卫星和陨石一起形成新的恒星。在五十年前在澳大利亚坠落​​的陨石中,科学家现在发现了五到七十亿年前形成的星尘,这是地球上发现的最古老的固体物质。

“这是我从事的最激动人心的研究之一,”菲尔德博物馆的策展人,芝加哥大学副教授,描述《美国国家会议论文集》发现的论文的主要作者菲利普·赫克说。科学院。“这些是有史以来最古老的固体物质,它们告诉我们星系如何形成恒星。”

赫克和他的同事研究的材料被称为太阳前矿物质。赫克说:“它们是恒星的固体样本,是真正的星尘。” 这些星尘碎片被困在陨石中,在那里它们保持了数十亿年不变,使它们成为太阳系之前的时间胶囊。

但是太阳前的谷物很难获得。它们很少见,仅在落到地球上的陨石中约有5%被发现,而且它们很小-在这句话结尾的那段时期中,可以容纳100个最大的陨石。但是,菲尔德博物馆拥有最大的Murchison陨石部分,该陨石是1969年落在澳大利亚的太阳前谷物的宝库,维多利亚州Murchison的人们也可以向科学获取。大约30年前,在芝加哥大学从用于这项研究的Murchison陨石中分离出了用于这项研究的太阳前谷物。

这项研究的合著者,菲尔德博物馆和芝加哥大学的研究生珍妮卡·格里尔(Jennika Greer)解释说:“首先是将陨石的碎片压成粉末。” “一旦将所有碎片分开,它就是一种糊状物,并且具有刺激性特征-闻起来像烂花生酱。”

然后将这种“花生酱黄油陨石糊”用酸溶解,直到仅剩下前太阳晶粒。赫克说:“这就像烧掉大海捞针一样。”

一旦太阳前颗粒被分离,研究人员就可以确定它们来自哪种类型的恒星以及它们的年龄。赫克解释说:“我们使用了暴露年龄数据,从根本上衡量了它们对宇宙射线的暴露,宇宙射线是飞过银河并穿透固体的高能粒子。” “这些宇宙射线中的一些与物质相互作用并形成新元素。它们暴露的时间越长,这些元素形成的越多。

他补充说:“我将其与在暴雨中放一个水桶进行比较。假设降雨是恒定的,则水桶中积聚的水量会告诉您暴露的时间。” 通过测量太阳前粒子中存在多少这种新的由宇宙射线产生的元素,我们可以知道它暴露于宇宙射线多长时间,这告诉我们它有多久了。

研究人员了解到,样品中的某些前太阳晶粒是有史以来发现的最古老的-基于它们吸收了多少宇宙射线,大多数晶粒必须存在4.6至49亿年之久,有些晶粒甚至更老超过55亿年。就背景而言,我们的太阳有46亿年的历史,而地球有45亿年的历史。

但是太阳前谷物的年龄并没有结束发现。由于恒星死亡时会形成太阳前晶粒,因此它们可以告诉我们恒星的历史。在70亿年前,显然有大量新星在形成,这是一种星光般的婴儿潮。

赫克说:“我们预期会有更多的年轻谷物。” “我们的假设是,这些年龄在4.9到46亿年之间的大多数谷物是在增强的恒星形成过程中形成的。太阳系开始之前有一段时间,恒星形成的数量比正常情况多。”

这一发现在科学家之间关于新星是否以稳定的速度形成,或者随着时间的推移,新星的数量是否存在高潮和低潮的辩论中是弹药。赫克说:“有些人认为星系的恒星形成率是恒定的。” “但是由于有了这些颗粒,我们现在有了直接的证据,可以证明在70亿年前,我们的陨星样品在星系中形成了增强的恒星。这是我们研究的主要发现之一。”

赫克指出,这并不是他的团队发现的唯一意外的事情。作为主要研究问题的几乎侧面说明,在检查谷物中的矿物质与宇宙射线相互作用的方式时,研究人员还了解到,太阳前谷物通常会漂浮在粘结在一起的大团簇中,就像格兰诺拉麦片一样。 。“没有人认为这在这种规模上是可能的。”

赫克和他的同事们期待着所有这些发现,进一步加深我们对银河系的了解。他说:“通过这项研究,我们直接确定了星尘的寿命。我们希望将其研究起来,以便人们可以将其用作整个银河生命周期模型的输入。”

赫克指出,还有关于太阳前谷物和早期太阳系的终生有价值的问题。他说:“我希望我们有更多的人在研究它,以更多地了解我们的家乡银河系。”

“一旦了解了这一点,您还想学习其他什么?” 格里尔说。“太棒了,这是世界上最有趣的事情。”

赫克说:“我一直想用可以拿到的地质样品来做天文学。” “看我们银河系的历史真是令人兴奋。星尘是到达地球的最古老的物质,从​​中,我们可以了解我们的母恒星,我们体内碳的起源,我们呼吸的氧气的起源借助星尘,我们可以将这种物质追溯到太阳之前的时间。”

格里尔说:“这是直接从恒星上采集样品的第二好方法。”

这项研究由来自田野博物馆,芝加哥大学,劳伦斯·利弗莫尔国家实验室,华盛顿大学,哈佛医学院,苏黎世联邦理工学院和澳大利亚国立大学的研究人员提供。资金由NASA,TAWANI基金会,国家科学基金会,能源部,瑞士国家科学基金会,巴西国家科学技术发展委员会以及菲尔德博物馆的科学与奖学金资助委员会提供。


 
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