Váratlan felfedezés: ősi anyag bombázza a Föld légkörét

2018.06.14. 21:01

Üstökösökből származó részecskéket találtak a kutatók a Föld atmoszférájának felső részében. A porszemcsék a csillagközi térből származnak, ősibbek még a Naprendszernél is, így vizsgálatukkal több mindent megtudhatunk arról, hogyan keletkeznek a bolygók és maguk a csillagok.

Ezek a részecskék már több mint 4,6 milliárd éve léteznek, és irtózatos távolságokat tettek meg, mielőtt a földi légkörbe kerültek volna – erre jutottak a kutatók, miután megvizsgálták a csillagközi por kémiai összetételét.

A tanulmányt jegyző nemzetközi tudóscsoport biztos benne, hogy a Nap körül keringő bolygótesteket felépítő anyagokra sikerült rátalálni. Azok számára, akik az univerzum születését tanulmányozzák, ez most egy hatalmas felfedezés.

„Megfigyeléseink azt mutatják, hogy az egzotikus szemcsék a bolygók és csillagok alapvető építőelemeit jelentő preszoláris porból származnak” – nyilatkozta Hope Ishii, a Hawaii Egyetem munkatársa. „Amennyiben kezünk közé kerülnek azok a 4,6 milliárd éves kezdőmatériák, amelyek a planétakeletkezést beindítják, az mindenképpen izgalmas eredmény, és segítségükkel alaposabban megérthetjük azokat a folyamatokat, amik az égitestek formálásában és alakításában kulcsszerepet játszanak” – tette hozzá a csillagász.

Forrás: Hope Ishii/University of Hawaii

Ma már csak üstökösök anyagaként vannak jelen a Naprendszer építőkövei

A Naprendszer bolygói a jelenlegi elméletek szerint a csillagunkat körülvevő gáz- és porfelhőből keletkeztek. Azok az amorf szilikátok, szén- és jégszemcsék, amelyek több milliárd évvel ezelőtt a bolygórendszerünket felépítették, ma már csak üstökösök anyagaként találhatók meg.

Egy üstökös elfogása ugyanakkor nem egyszerű, és még az erre alkalmas technikával sem rendelkezünk, így a mostani mintákat a NASA sztratoszférában is működő kutatójárműve gyűjtötte össze. Az üstökösökből kiszakadó részecskék ugyanis a Föld atmoszférájának felső rétegének csapdájába estek.

A kémiai struktúra elárulja a születés helyét

A részecskék kémiai összetételét infravörös fény és elektronmikroszkóp alkalmazásával elemezték. A szakemberek különösen az üveges részecskék egyik alcsoportjára (GEMS, azaz üvegbe ágyazódott fémek és szulfidok) koncentráltak – ezek mindössze néhány száz nanométer vastagok, vagyis alig századrészét teszik ki az emberi hajszál vastagságának.

Az eredmények azt mutatták, hogy a szemcsék eredetileg hideg, erős sugárzású környezetben álltak össze. Mivel kis hőmérsékletemelkedés is elég lett volna ahhoz, hogy a szemcséket összetartó kötések szétbomoljanak, ezért a kutatók azt feltételezik, valahol a Naprendszer külső részében rejtőző ködben jöttek létre. E felhő porból, hidrogénből, héliumból és más ionizált gázokból állt, ezekből formálódott a Naprendszer is.

IllusztrációForrás: leemage/©Don Dixon/Novapix/Leemage/Don Dixon

Mivel a szemcsék külső és belső részében egyaránt jelen van a szerves szén egy specifikus fajtája, ezért úgy gondoljuk, keletkezésükhöz teljes egészében alacsony hőmérsékletű tartományra volt szükség – magyarázta Jim Ciston (Lawrence Berkeley National Laboratory), aki szintén részt vett a kutatásban. „Minden jel arra mutat, hogy ezek a bolygóközi anyagok a Naprendszer keletkezése előtti időből maradtak vissza, így igen részletes képet adnak bolygórendszerünk ősi építőköveinek kémiai tulajdonságairól” – tette hozzá Ciston.

Persze a mostani eredmények sem elegendőek ahhoz, hogy messzemenő konklúziókat lehessen levonni abból, mi történt ötmilliárd évvel ezelőtt a szűkebb kozmikus környezetünkben, ezért a tudósok azt tervezik, tovább vizsgálják az üstökösökből származó részecskéket.

A publikáció a PNAS tudományos folyóiratban jelent meg.

Forrás: Science Alert