Een team van onderzoekers onder leiding van de Universiteit van Arizona ontdekte een stofkorrel die was ontstaan ​​in de doodsstrijd van een lang vervlogen ster.

De ontdekking daagt enkele van de huidige theorieën uit over hoe stervende sterren het universum bezaaien met grondstoffen voor de vorming van planeten en, uiteindelijk, de voorlopermoleculen van het leven.

Verscholen in een chondritische meteoriet verzameld in Antarctica, het kleine stipje staat voor echt sterrenstof, hoogstwaarschijnlijk door een exploderende ster de ruimte in geslingerd voordat onze eigen zon bestond. Hoewel wordt aangenomen dat dergelijke granen belangrijke grondstoffen leveren die bijdragen aan de mix waaruit de zon en onze planeten zijn ontstaan, ze overleven zelden de onrust die gepaard gaat met de geboorte van een zonnestelsel.

"Als echt stof van sterren, zulke presolaire korrels geven ons inzicht in de bouwstenen waaruit ons zonnestelsel is ontstaan, " zei Pierre Haenecour, hoofdauteur van het artikel, die is gepland voor voorafgaande online publicatie op Natuurastronomie website op 29 april. "Ze geven ons ook een directe momentopname van de omstandigheden in een ster op het moment dat deze korrel werd gevormd."

Nagesynchroniseerde LAP-149, de stofkorrel vertegenwoordigt de enige bekende verzameling grafiet- en silicaatkorrels die kan worden herleid tot een specifiek type stellaire explosie, een nova genaamd. Opmerkelijk, het overleefde de reis door de interstellaire ruimte en reisde naar het gebied dat zo'n 4,5 miljard jaar geleden ons zonnestelsel zou worden, misschien eerder, waar het werd ingebed in een primitieve meteoriet.

Novae zijn dubbelstersystemen waarin een kernrest van een ster, een witte dwerg genoemd, is op weg om uit het universum te verdwijnen, terwijl zijn metgezel ofwel een hoofdreeksster met een lage massa of een rode reus is. De witte dwerg begint dan materiaal van zijn opgeblazen metgezel te overhevelen. Als het eenmaal genoeg nieuw stellair materiaal heeft verzameld, de witte dwerg ontsteekt opnieuw in periodieke uitbarstingen die gewelddadig genoeg zijn om nieuwe chemische elementen uit de stellaire brandstof te smeden en ze diep de ruimte in te spuwen, waar ze naar nieuwe sterrenstelsels kunnen reizen en in hun grondstoffen kunnen worden opgenomen.

Sinds kort na de oerknal, toen het heelal alleen uit waterstof bestond, helium en sporen van lithium, stellaire explosies hebben bijgedragen aan de chemische verrijking van de kosmos, resulterend in de overvloed aan elementen die we vandaag zien.

Profiteren van geavanceerde ionen- en elektronenmicroscopiefaciliteiten in het Lunar and Planetary Laboratory van de UA, een onderzoeksteam onder leiding van Haenecour analyseerde de stofkorrel ter grootte van een microbe tot op atomair niveau. De kleine boodschapper uit de ruimte bleek echt buitenaards te zijn - sterk verrijkt met een koolstofisotoop genaamd 13C.

"De koolstofisotopensamenstellingen in alles wat we ooit hebben bemonsterd dat afkomstig is van een planeet of lichaam in ons zonnestelsel, varieert meestal met een factor in de orde van 50, zei Haenecour, die in de herfst als assistent-professor bij het Lunar and Planetary Laboratory zal werken. "De 13C die we in LAP-149 vonden, is verrijkt met meer dan 50, 000-voudig. Deze resultaten leveren verder laboratoriumbewijs dat zowel koolstof- als zuurstofrijke korrels van novae hebben bijgedragen aan de bouwstenen van ons zonnestelsel."

Hoewel hun oudersterren niet meer bestaan, de isotopische en chemische samenstelling en microstructuur van individuele sterrenstofkorrels geïdentificeerd in meteorieten zorgen voor unieke beperkingen op stofvorming en thermodynamische omstandigheden in stellaire uitstroom, schreven de auteurs.

Gedetailleerde analyse onthulde nog meer onverwachte geheimen:in tegenstelling tot soortgelijke stofkorrels waarvan wordt gedacht dat ze in stervende sterren zijn gesmeed, LAP-149 is de eerste bekende korrel bestaande uit grafiet dat een zuurstofrijke silicaatinsluiting bevat.

"Onze vondst geeft ons een kijkje in een proces dat we op aarde nooit zouden kunnen zien, " voegde Haenecour eraan toe. "Het vertelt ons hoe stofkorrels zich vormen en naar binnen bewegen terwijl ze door de nova worden uitgestoten. We weten nu dat koolstofhoudende en silicaatstofkorrels zich kunnen vormen in dezelfde nova-ejecta, en ze worden getransporteerd over chemisch verschillende klompjes stof in de ejecta, iets dat werd voorspeld door modellen van novae, maar nooit gevonden in een exemplaar."

Helaas, LAP-149 bevat niet genoeg atomen om de exacte leeftijd te bepalen, dus onderzoekers hopen soortgelijke te vinden, grotere exemplaren in de toekomst.

"Als we deze objecten op een dag zouden kunnen dateren, we een beter idee konden krijgen van hoe onze melkweg er in onze regio uitzag en wat de aanleiding was voor de vorming van het zonnestelsel, " zei Tom Zega, wetenschappelijk directeur van de Kuiper Materials Imaging and Characterization Facility van de UA en universitair hoofddocent in het Lunar and Planetary Laboratory en UA Department of Materials Science and Engineering. "Misschien hebben we ons bestaan ​​te danken aan een nabijgelegen supernova-explosie, het comprimeren van gas- en stofwolken met zijn schokgolf, het ontsteken van sterren en het creëren van sterrenkraamkamers, vergelijkbaar met wat we zien in Hubble's beroemde 'Pillars of Creation'-foto."

De meteoriet met het stipje sterrenstof is een van de meest ongerepte meteorieten in de collectie van het Lunar and Planetary Laboratory. Geclassificeerd als een koolstofhoudende chondriet, het wordt verondersteld analoog te zijn aan het materiaal op Bennu, de doelasteroïde van de door de UA geleide OSIRIS-REx-missie. Door een monster van Bennu te nemen en het terug te brengen naar de aarde, het OSIRIS-REx-missieteam hoopt wetenschappers materiaal te bieden dat weinig heeft gezien, indien van toepassing, verandering sinds de vorming van ons zonnestelsel.

Tot dan, onderzoekers zijn afhankelijk van zeldzame vondsten zoals LAP-149, die overleefde de explosie van een exploderende ster, gevangen in een instortende wolk van gas en stof die ons zonnestelsel zou worden en in een asteroïde zou worden gebakken voordat hij op de aarde zou vallen.

"Het is opmerkelijk als je nadenkt over alle wegen langs de weg die dit graan hadden moeten doden, ' zei Zega.