Sterren hebben levenscycli. Ze worden geboren wanneer stukjes stof en gas die door de ruimte zweven elkaar vinden en op elkaar instorten en opwarmen. Ze branden miljoenen tot miljarden jaren, en dan gaan ze dood. Als ze sterven, ze gooien de deeltjes die in hun wind zijn gevormd de ruimte in, en die stukjes sterrenstof vormen uiteindelijk nieuwe sterren, samen met nieuwe planeten en manen en meteorieten. En in een meteoriet die vijftig jaar geleden in Australië viel, wetenschappers hebben nu sterrenstof ontdekt dat 5 tot 7 miljard jaar geleden werd gevormd - het oudste vaste materiaal dat ooit op aarde is gevonden.

"Dit is een van de meest opwindende onderzoeken waaraan ik heb gewerkt, " zegt Philipp Heck, een conservator van het Field Museum, universitair hoofddocent aan de Universiteit van Chicago, en hoofdauteur van een paper waarin de bevindingen in PNAS . "Dit zijn de oudste vaste materialen die ooit zijn gevonden, en ze vertellen ons over hoe sterren gevormd zijn in onze melkweg."

De materialen die Heck en zijn collega's onderzochten, worden presolaire korrels genoemd - mineralen die zijn gevormd voordat de zon werd geboren. "Het zijn solide voorbeelden van sterren, echt sterrenstof, ", zegt Heck. Deze stukjes sterrenstof kwamen vast te zitten in meteorieten waar ze miljarden jaren onveranderd bleven, waardoor ze tijdcapsules zijn van de tijd vóór het zonnestelsel..

Maar presolar-korrels zijn moeilijk te verkrijgen. Ze zijn zeldzaam, alleen gevonden in ongeveer vijf procent van de meteorieten die op de aarde zijn gevallen, en ze zijn klein - honderd van de grootste zouden op de punt aan het einde van deze zin passen. Maar het Field Museum heeft het grootste deel van de Murchison-meteoriet, een schat aan presolar-korrels die in 1969 in Australië zijn gevallen en die de mensen van Murchison, Victoria, ter beschikking gesteld van de wetenschap. Presolaire korrels voor deze studie werden ongeveer 30 jaar geleden geïsoleerd uit de Murchison-meteoriet voor deze studie aan de Universiteit van Chicago.

"Het begint met het verpletteren van fragmenten van de meteoriet tot een poeder, " legt Jennika Greer uit, een afgestudeerde student aan het Field Museum en de University of Chicago en co-auteur van de studie. "Zodra alle stukken zijn gescheiden, het is een soort pasta, en het heeft een scherpe eigenschap - het ruikt naar rotte pindakaas."

Deze "rotte-pindakaas-meteorietpasta" werd vervolgens opgelost met zuur, totdat alleen de presolar-korrels overbleven. "Het is als het afbranden van de hooiberg om de naald te vinden, ' zegt Heck.

Nadat de presolaire korrels waren geïsoleerd, de onderzoekers kwamen erachter van wat voor soort sterren ze kwamen en hoe oud ze waren. "We gebruikten gegevens over de blootstellingsleeftijd, die in feite hun blootstelling aan kosmische straling meet, dat zijn hoogenergetische deeltjes die door onze melkweg vliegen en vaste materie binnendringen, ", legt Heck uit. "Sommige van deze kosmische stralen interageren met de materie en vormen nieuwe elementen. En hoe langer ze worden blootgesteld, hoe meer die elementen zich vormen.

"Ik vergelijk dit met het uitzetten van een emmer in een regenbui. Ervan uitgaande dat de regenval constant is, de hoeveelheid water die zich ophoopt in de emmer vertelt je hoe lang deze is blootgesteld, " voegt hij eraan toe. Door te meten hoeveel van deze nieuwe door kosmische straling geproduceerde elementen aanwezig zijn in een presolaire korrel, we kunnen zien hoe lang het werd blootgesteld aan kosmische straling, die ons vertelt hoe oud het is.

De onderzoekers ontdekten dat sommige van de presolaire korrels in hun monster de oudste waren die ooit zijn ontdekt, gebaseerd op het aantal kosmische straling dat ze hadden opgezogen. de meeste korrels moesten 4,6 tot 4,9 miljard jaar oud zijn, en sommige granen waren zelfs ouder dan 5,5 miljard jaar. Voor de context, onze zon is 4,6 miljard jaar oud, en de aarde is 4,5 miljard.

Maar de leeftijd van de presolar-korrels was niet het einde van de ontdekking. Aangezien presolaire korrels worden gevormd wanneer een ster sterft, ze kunnen ons vertellen over de geschiedenis van sterren. En 7 miljard jaar geleden, er was blijkbaar een enorme oogst van nieuwe sterren gevormd - een soort astrale babyboom.

"We hebben meer jonge granen dan we hadden verwacht, " zegt Heck. "Onze hypothese is dat de meerderheid van die granen, die 4,9 tot 4,6 miljard jaar oud zijn, gevormd in een episode van verbeterde stervorming. Er was een tijd voor het begin van het zonnestelsel dat er meer sterren werden gevormd dan normaal."

Deze bevinding is munitie in een debat tussen wetenschappers over het al dan niet vormen van nieuwe sterren in een gestaag tempo, of als er in de loop van de tijd hoogte- en dieptepunten zijn in het aantal nieuwe sterren. "Sommige mensen denken dat de stervormingssnelheid van de melkweg constant is, " zegt Heck. "Maar dankzij deze granen, we hebben nu direct bewijs voor een periode van versterkte stervorming in onze melkweg zeven miljard jaar geleden met monsters van meteorieten. Dit is een van de belangrijkste bevindingen van ons onderzoek."

Heck merkt op dat dit niet het enige onverwachte is dat zijn team heeft gevonden. Als bijna een kanttekening bij de belangrijkste onderzoeksvragen, bij het onderzoeken van de manier waarop de mineralen in de korrels in wisselwerking stonden met kosmische straling, de onderzoekers ontdekten ook dat presolaire korrels vaak door de ruimte zweven die in grote clusters aan elkaar zitten, "zoals granola, "zegt Heck. "Niemand had gedacht dat dit op die schaal mogelijk was."

Heck en zijn collega's kijken uit naar al deze ontdekkingen die onze kennis van onze melkweg zullen vergroten. "Met dit onderzoek we hebben direct de levensduur van sterrenstof bepaald. We hopen dat dit wordt opgepikt en bestudeerd, zodat mensen dit kunnen gebruiken als input voor modellen van de hele galactische levenscyclus, " hij zegt.

Heck merkt op dat er nog levensvragen over zijn om te beantwoorden over presolaire korrels en het vroege zonnestelsel. "Ik wou dat er meer mensen aan werkten om meer te weten te komen over ons eigen sterrenstelsel, De melkweg, " hij zegt.

"Als je dit eenmaal hebt geleerd, hoe wil je nog iets studeren?" zegt Greer. "Het is geweldig, het is het meest interessante ding in de wereld."

"Ik heb altijd astronomie willen doen met geologische monsters die ik in mijn hand kan houden, "zegt Heck. "Het is zo opwindend om naar de geschiedenis van onze melkweg te kijken. Sterrenstof is het oudste materiaal dat de aarde bereikt, en daaruit, we kunnen leren over onze moedersterren, de oorsprong van de koolstof in ons lichaam, de oorsprong van de zuurstof die we inademen. met sterrenstof, we kunnen dat materiaal terugvoeren tot de tijd vóór de zon."

"Het is het beste wat er is als je rechtstreeks een monster van een ster kunt nemen, ' zegt Greer.