Het begin van onze zon is een mysterie. Het barstte 4,6 miljard jaar geleden uit, ongeveer 50 miljoen jaar voordat de aarde ontstond. Omdat de zon ouder is dan de aarde, het is moeilijk om fysieke objecten te vinden die er waren in de vroegste dagen van de zon - materialen die chemische gegevens van de vroege zon bevatten. Maar in een nieuwe studie in Natuurastronomie , oude blauwe kristallen gevangen in meteorieten onthullen hoe de vroege zon eruitzag. En blijkbaar, het had een behoorlijk luidruchtige start.

"De zon was in zijn vroege leven erg actief - hij had meer uitbarstingen en gaf een intensere stroom geladen deeltjes af. Ik denk aan mijn zoon, hij is drie, hij is ook erg actief " zegt Philipp Heck, een conservator van het Field Museum, hoogleraar aan de Universiteit van Chicago, en auteur van de studie. "Bijna niets in het zonnestelsel is oud genoeg om de activiteit van de vroege zon echt te bevestigen, maar deze mineralen uit meteorieten in de collecties van het Field Museum zijn oud genoeg. Het zijn waarschijnlijk de eerste mineralen die in het zonnestelsel zijn gevormd."

De mineralen waar Heck en zijn collega's naar keken, zijn microscopisch kleine ijsblauwe kristallen die hiboniet worden genoemd. en hun samenstelling draagt ​​kenmerken van chemische reacties die alleen zouden hebben plaatsgevonden als de vroege zon veel energetische deeltjes uitspuwde. "Deze kristallen zijn meer dan 4,5 miljard jaar geleden gevormd en bewaren een record van enkele van de eerste gebeurtenissen die plaatsvonden in ons zonnestelsel. En hoewel ze zo klein zijn - veel met een diameter van minder dan 100 micron - waren ze nog steeds in staat om deze vast te houden zeer vluchtige edelgassen die zo lang geleden werden geproduceerd door bestraling van de jonge zon, " zegt hoofdauteur Levke Kööp, een postdoc van de Universiteit van Chicago en een filiaal van het Field Museum.

In zijn begindagen, voordat de planeten werden gevormd, het zonnestelsel bestond uit de zon met een enorme schijf van gas en stof eromheen. De regio door de zon was heet. Echt heet - meer dan 1, 500 C, of 2, 700 F. Ter vergelijking, Venus, de heetste planeet in het zonnestelsel, met oppervlaktetemperaturen die hoog genoeg zijn om lood te smelten, is een magere 872 F. Toen de schijf afkoelde, de vroegste mineralen begonnen zich te vormen:blauwe hibonietkristallen.

"De grotere mineraalkorrels van oude meteorieten zijn slechts een paar keer de diameter van een mensenhaar. Als we een stapel van deze korrels onder een microscoop bekijken, de hibonietkorrels vallen op als kleine lichtblauwe kristallen - ze zijn best mooi, " zegt Andy Davis, een andere co-auteur is ook verbonden aan het Field Museum en de University of Chicago. Deze kristallen bevatten elementen zoals calcium en aluminium.

Toen de kristallen nieuw gevormd waren, de jonge zon bleef flakkeren, protonen en andere subatomaire deeltjes de ruimte in schieten. Sommige van deze deeltjes raken de blauwe hibonietkristallen. Toen de protonen de calcium- en aluminiumatomen in de kristallen raakten, de atomen splitsen zich op in kleinere atomen - neon en helium. En het neon en helium bleven miljarden jaren in de kristallen opgesloten. Deze kristallen werden opgenomen in ruimterotsen die uiteindelijk op de aarde vielen als meteorieten voor wetenschappers zoals Heck, Koop, en Davis om te studeren.

Onderzoekers hebben eerder naar meteorieten gekeken voor bewijs van een vroege actieve zon. Ze hebben niets gevonden. Maar, Kööp merkt op, "Als mensen in het verleden het niet zagen, dat betekent niet dat het er niet was, het zou kunnen betekenen dat ze gewoon niet gevoelig genoeg instrumenten hadden om het te vinden."

Deze keer, het team onderzocht de kristallen met een unieke ultramoderne massaspectrometer in Zwitserland - een machine ter grootte van een garage die de chemische samenstelling van objecten kan bepalen. Gehecht aan de massaspectrometer, een laser smolt een kleine korrel hibonietkristal van een meteoriet, het vrijgeven van het helium en de neon die erin vastzaten, zodat ze konden worden gedetecteerd. "We kregen een verrassend groot signaal, duidelijk de aanwezigheid van helium en neon te zien - het was verbazingwekkend, ", zegt Kööp.

De stukjes helium en neon vormen het eerste concrete bewijs van de langvermoede vroege activiteit van de zon. "Het zou zijn alsof je iemand alleen kent als een rustige volwassene - je zou reden hebben om te geloven dat ze ooit een actief kind waren, maar geen bewijs. Maar als je naar hun zolder zou kunnen gaan en hun oude kapotte speelgoed en boeken zou vinden met de pagina's eruit gescheurd, het zou een bewijs zijn dat de persoon ooit een energieke peuter was, ' zegt Heck.

In tegenstelling tot andere aanwijzingen dat de vroege zon actiever was dan nu, er is geen andere goede verklaring voor de samenstelling van de kristallen. "Het is altijd goed om een ​​resultaat te zien dat duidelijk kan worden geïnterpreteerd, " zegt Heck. "Hoe eenvoudiger een verklaring is, hoe meer vertrouwen we erin hebben."

"Naast het eindelijk vinden van duidelijk bewijs in meteorieten dat schijfmaterialen direct werden bestraald, onze nieuwe resultaten geven aan dat de oudste materialen van het zonnestelsel een fase van bestraling doormaakten die jongere materialen vermeden. We denken dat dit betekent dat er een grote verandering plaatsvond in het ontluikende zonnestelsel nadat de hibonieten waren gevormd - misschien nam de activiteit van de zon af, of misschien waren later gevormde materialen niet in staat om naar de schijfgebieden te reizen waar bestraling mogelijk was, ", zegt Kööp.

"Wat ik opwindend vind, is dat dit ons vertelt over de omstandigheden in het vroegste zonnestelsel, en bevestigt ten slotte een al lang bestaand vermoeden, " zegt Heck. "Als we het verleden beter begrijpen, we zullen een beter begrip krijgen van de fysica en chemie van onze natuurlijke wereld."