Раскрыта загадка появления в метеоритах зерен древнего Солнца

Американские ученые разработали аналитический метод, позволяющий не только идентифицировать в метеоритах зерна, возраст которых древнее Солнечной системы, но и определять, какие звезды были их источниками. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Считается, что хондриты, наиболее распространенный класс метеоритов, образовались непосредственно из протопланетного облака, окружавшего Солнце на ранних стадиях формирования Солнечной системы. Однако некоторые из них также включают крошечные твердые частицы межзвездного вещества — звездной пыли, которая содержалась в межзвездном газе еще до появления газопылевого облака, из которого позже образовалось Солнце и все планеты Солнечной системы.

Зерно карбида кремния звездной пыли под электронным микроскопом (справа), образовавшееся более 4,6 миллиарда лет назад в результате охлаждения оболочек древних звезд (художественное изображение слева)

Эти досолнечные зерна — единственные материальные свидетельства периода, предшествовавшего Солнечной системе, доступные для прямого анализа. Важно, что звездная пыль сохраняется в первичных, или, как их еще называют, примитивных метеоритах практически в неизменном виде. До сих пор основной проблемой было определить тип звезды, породившей эти зерна.

Американские ученые во главе с Нань Лю, доцентом кафедры физики Вашингтонского университета в Сент-Луисе, благодаря усовершенствованному методу наноразмерной масс-спектрометрии вторичных ионов (NanoSIMS) впервые проанализировали с высоким пространственным разрешением большой набор досолнечных зерен карбида кремния из различных метеоритов.

С помощью новой методики авторы выявили изотопные закономерности, позволяющие предполагать, какие звезды были источниками вещества.

"Досолнечные зерна были внедрены в метеориты 4,6 миллиарда лет назад, и иногда они покрыты сверху веществом Солнечной системы. За счет улучшенного пространственного разрешения мы смогли после обработки данных увидеть сигналы, исходящие от ядра зерна, и получить истинные звездные сигнатуры", — приводятся в пресс-релизе Вашингтонского университета слова Лю.

Чтобы обнажить чистые внутренние части зерна для изотопного анализа, ученые обрабатывали его поверхность ионным лучом в течение длительного времени. Полученные в итоге изотопные отношения углерода и азота позволили авторам напрямую связать досолнечные зерна метеоритов с конкретными типами звезд, в том числе с редкими углеродными звездами с особенным химическим составом. Изотопные данные зерен указывают на процессы горения водорода, происходящие в таких углеродных звездах при более высоких, чем ожидалось, температурах.

Ученые надеются, что эта информация поможет астрофизикам скорректировать существующие звездные модели и лучше понять эволюцию звезд, а также узнать больше об источниках звездной пыли, получить дополнительные знания об истории Вселенной и о том, как эволюционируют различные звездные объекты в ней.