Ősi csillagpor ujjlenyomatait észlelték a Naprendszerben!

2019. december 13., péntek




Körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt egy csillagközi molekulafelhő összezuhant, és a középpontjában megszületett a Nap. Körülötte kialakult egy gázból és porból álló korong, amiből később a Föld és a többi bolygó képződött. 

A korongban lévő, alaposan összekeveredett csillagközi anyag egzotikus szemcséket is tartalmazott: “más csillagok körül képződött csillagport” magyarázta Maria Schönbachler, a zürichi ETH egyetem Geokémiai és Kőzettani Intézetének professzora. 

Ezek a különleges szemcsék a csillagközi anyag csak egy kis hányadát alkották, és nem egyenletesen keveredtek el a korongban. “A csillagpor olyan mint a só és a bors” mondja a geokémikus, „mindegyik bolygóba kissé eltérő keverék került belőlük”.

A nagy pontosságú mérési eljárások kidolgozásával a kutatók ma már meg tudják vizsgálni a Naprendszer kialakulásának idejéből megőrződött csillagpor-szemcséket. Meg tudják mérni a különböző elemek izotópos összetételét, vagyis hogy mennyi található az azonos protonszám mellett a eltérő számú neutronokat tartalmazó atommagokból. “Az izotópok aránya egyfajta ujjlenyomat – és mivel nem egyforma mennyiségben voltak jelen a korong különböző részein, minden bolygónak és minden kisbolygónak saját ujjlenyomata lett, attól függően, hogy hol keletkeztek.”

Az elmúlt 10 évben a földi kőzeteket és meteoritokat kutató tudósok egyre több elem segítségével tudtak ilyen eltéréseket, izotóp-anomáliákat kimutatni. Schönbächler és csoportja a palládiumot vizsgálta olyan meteoritokban, amelyek egykor mára már megsemmisült kisbolygók vasmagját alkották.

Más kutatócsoportok korábban már vizsgálták, a molibdént és a ruténiumot, a szomszédos elemeket a periódusos rendszerben, így Schönbächlerék meg tudták jósolni, hogy a palládium milyen izotóp-anomáliákat mutathat.

De a laboratóriumi vizsgálatok nem a várt összetételt eredményezték. “A meteoritokban mért palládium sokkal kisebb anomáliát mutatott, mint azt vártuk”, mondta Mathias Ek, a University of Bristol posztdoktora, aki még a doktori kutatómunkája során vizsgálta a palládium izotóp-összetételét az ETH egyetemen.



Most azonban a kutatók a Nature Astronomy folyóiratban mutattak be egy új modellt, amely képes megmagyarázni a méréseket. A forgatókönyvük azon a feltevésen alapul, hogy az általuk vizsgált palládium főleg vörös óriáscsillagok által létrehozott csillagporból származott. 

A vörös óriások öregedő csillagok, amelyek magjában már nincs fúziós folyamat, csak egy vékony rétegben körülötte, ezért kitágulnak, és óriásokká válnak. A mi Napunk is vörös óriássá válik négy-öt milliárd év múlva.

“Ezekben a csillagokban molibdén és palládium is keletkezik, mert a magreakciók hatására sok neutron szabadul fel, és a vas atommagok be tudják fogni a szabad neutronokat, nehezebb elemeket létrehozva” magyarázta Maria Lugaro, a CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézetének asztrofizikusa.

“A palládium a korábban vizsgált elemekhez képest kissé illékonyabb. Ennek megfelelően kisebb mennyiségben tudott kondenzálódni a csillagok körül képződő ásványszemcséken, és a meteoritokban vizsgált csillagporban egyszerűen kevesebb a palládium” tette hozzá Ek. Ezzel szemben a külső Naprendszer anyagába egy másik külső forrásból, szupernóva-robbanásokból tudtak inkább egzotikus összetevők beépülni.

Az ETH kutatói ezzel egy másik, csillagporral kapcsolatos kérdést is megmagyaráznak: a Föld nagyobb mennyiségű vörösóriás-eredetű csillagport tartalmaz, mint a Mars, illetve a Vesta és további, a Naprendszer távolabbi részein keletkezett aszteroidák. “Amikor a bolygók képződtek, a Naphoz közel magas hőmérsékletek uralkodtak” magyarázta Schönbächler. 

Ez a hő a kevésbé ellenálló porszemcséket, például amiket eredetileg jeges kéreg vett körül, elpárologtatta. 

A Naprendszer alapjául szolgáló csillagközi anyag főleg ilyet tartalmazott, ami a a Nap közelében könnyebben elpusztulhatott, míg a vörös óriásokból származó szemcsék sokkal ellenállóbb ásványokból állnak, így a Nap közelében fel tudtak dúsulni. 

A szupernovákból származó szemcsék pedig kisebbek, és ezért valószínűleg szintén könnyebben elpárolognak a Naphoz közel. “Ezzel magyarázhatjuk, hogy miért a Föld dúsult leginkább a vörös óriások anyagában a Naprendszer többi ismert anyagához képest” mondja Schönbächler. 

A hőmérséklet-különbség hatására előálló összetételbeli különbséget aztán a Jupiter megszületése konzerválta, végleg a belső Naprendszerve zárva a csillagporral feldúsított anyagot.

OSZD MEG másokkal is!

Forrás: csillagaszat.hu

tudomány érdekes csillagászat


Megtekintések száma: 104079





Szólj hozzá Te is a cikkhez

Ez is érdekelhet