Valódi idegen a mélyűrből idetévedt utas

2019.05.06. 19:00

Egy néhai csillagrobbanás hátrahagyott maradványát fedezték fel egy antarktiszi meteoritba ágyazva: egyetlen mikroszkopikus szemcsét, amely árulkodik a Naprendszer keletkezése előtti időkről.

Akkor indult hosszú vándorútjára, amikor a Naprendszer még nem is létezett

Az Arizonai Egyetem által vezetett kutatócsoport egy meteorit állományában olyan anyagszemcsére lelt, amelyet egy néhai csillag a haláltusája során repített az űrbe.

A felfedezés némiképp felülírja azokat a mai elméleteket, amelyek azt magyarázzák, miként termékenyítik meg a haldokló csillagok a világegyetemet a bolygók alapanyagául szolgáló elemekkel.

A csillagfejlődés végső stádiumában bizonyos tömeghatár feletti csillagok vörös óriássá válnak, majd a gravitációs összeomlás hatására gigantikus termonukleáris robbanás során anyaguk egy részét szétszórják a kozmoszbanForrás: RMirandinha\Deviantart

A kérdés valamennyiünket érint,

hiszen ezek nélkül a nehéz elemek nélkül maga az élet sem jöhetett volna létre.

Az Antarktiszról begyűjtött kondritos meteorit valódi kincset őriz: olyan anyagot, amelyet egy hajdanvolt csillag akkor szórt a világűrbe, amikor a mi Napunk még nem is létezett.

Az Antarktiszon várta évmilliárdokig, hogy felfedezzékForrás: pxhere.com

Nagy szerencse kellett ahhoz, hogy ez a morzsányi anyagdarab épségben megőrződjék, hiszen hiába tudjuk, hogy a hozzá hasonló csillagporszemcsék fontos összetevőkkel járultak hozzá a Napunkat és bolygóit kiformáló őskeverékhez, kevés hírmondó élte túl a Naprendszer kialakulásával járó kozmikus felfordulást.

Évmilliárdokig várta, hogy felfedezzék

„E Nap előtti időket idéző szemcsék, amelyeket méltán nevezünk csillagpornak, betekintést engednek abba, hogy milyen építőkövekből jött létre a Naprendszerünk – mondta el Pierre Haenecour, a Nature Astronomy folyóirat online felületén megjelent közlemény vezető szerzője.

A Naprendszer határán húzódó anyagfelhőben – amelyben üstökösök, aszteroidák és más apró objektumok találhatók –, lelhetők fel a legősibb anyagból álló égitestekForrás: NASA

– Sőt, közvetlen pillanatfelvételt adnak az ezeket kibocsátó csillag belsejében éppen akkor uralkodó viszonyokról is.” A LAP-149 névre keresztelt csillagporzárvány

az egyetlen ismert grafitos-szilikátos szemcse,

amelyet egyértelműen a nóva típusú csillagrobbanásból eredeztethetünk.

A bámulatos benne az, hogy átvészelte a csillagközi utazást, és 4.5 milliárd évvel ezelőtt, vagy talán még korábban épségben érkezett a galaxisnak arra a vidékére, ahol később a mi Naprendszerünk született.

A nóvarobbanás művészi ábrája, a kép jobb alsó sarkában a csillagközi meteoritzárvánnyalForrás: Nature

Itt beépült egy kezdetleges meteorba, amely jóval ezután a Földön landolt, és évmilliárdokig várta a felfedezést.
A nóvák olyan páros (kettős) csillagrendszerekben alakulnak ki,

ahol az egyik csillag összeroskadt maradványa fehér törpeként várja az átmenetet az örök sötétségbe,

a pár másik tagja pedig vagy egy alacsony tömegű fősorozatbeli csillag, vagy egy vörös óriás.

Fantáziarajz a LAP-149 zárványt keletkeztető kettős rendszer nóvarobbanásárólForrás: Nature

A fehér törpe egyszer csak elkezdi átszivattyúzni az anyagot felfúvódott társától, és amint elegendő csillagmuníciót gyűjt, időről időre heves epizódokban újra fellángol.

Ezek a kitörések elég robbanásszerűek ahhoz, hogy a rendelkezésre álló csillagüzemanyagból új kémiai elemeket hozzanak létre, s azokat egy lendülettel szét is szórják az univerzum távoli vidékeire.

Kozmikus gáz és porköd, a születő csillagok bölcsőjeForrás: NASA

Az újonnan keletkezett elemek a csillagok közti végtelen űrön átutazva messzi csillagrendszerekig is elérhetnek, ahol részeseivé válnak az új égitestek világra jöttének.

Egy idegen a világűr mélységeiből

Noha az ősrobbanás utáni időkben a világegyetem kizárólag hidrogénből, héliumból és nyomnyi lítiumból állt, a csillagok első nemzedékének pusztulása óta a csillagrobbanások további elemekkel gazdagították a világegyetem kémiai készletét.

Az SN 1994D jelű felvillanó szupernóva az NGC 4526 jelű távoli galaxisban. A csillagok első nemzedékének pusztulása óta a csillagrobbanások további elemekkel gazdagították a világegyetem kémiai készletétForrás: NASA/ESA

Az elemek ma tapasztalható sokféleségét a csillagok egymást követő generációinak pusztulása és újjászületése alakította. Az Arizonai Egyetem Hold- és Bolygótani Laboratóriumának korszerű ion- és elektronmikroszkópjai segítették Haenecourt és kollégáit

a mikrobaméretű csillagporszemcse atomi szintű összetételének tanulmányozásában.

 

Az elemek ma tapasztalható sokféleségét a csillagok egymást követő generációinak pusztulása és újjászületése alakítottaForrás: Gabriel Pérez, SMM (IAC).

A mélyűrből idetévedt utas valódi idegennek bizonyult:

a nálunk megszokottnál lényegesen magasabb benne a szén 13-as tömegszámú izotópjának aránya. „Bárminek, amit eddig a Naprendszeren belül tanulmányoztunk, lett légyen az akármelyik bolygó vagy más égitest mintája, a szénizotóp-összetétele legfeljebb egy 50-es szorzón belül ingadozott – ismertette Haenecour, aki ez év őszétől csatlakozik a Hold- és Bolygótani Laboratórium csapatához.

A nóvarobbanásból származó egyik preszoláris grafitszemcse mikroszkópos képeForrás: Media Inaf

– Ehhez képest a LAP-149 szén-13-tartalma a földi arány 50.000-szerese. Ez az eredmény újabb laboratóriumi bizonyítékot szolgáltat arra, hogy a nóvákból eredő szén- és oxigéngazdag szemcsék egyaránt hozzájárultak Naprendszerünk felépítéséhez.”

További váratlan titkot fedett fel az ősi csillagpor

Bár a csillag, amiből erednek, már rég nem létezik, a meteoritokból izolált egyes csillagporszemcsék vegyi és izotópösszetétele, valamint mikroléptékű szerkezete elég precízen behatárolja azokat a termodinamikai körülményeket, amelyek között a csillagpor keletkezhetett a nóva kitörései közepette.

Szupernóva-robbanás maradványa, a nehézelemeket is tartalmazó csillagközi por és gázfelhő (Cassiopeia A)Forrás: NASA/JPL-Caltech

A részletes elemzés feltárta a csillagporszemcse egy további váratlan titkát:

ellentétben azokkal a hasonló anyagdarabkákkal, amelyeket szintén haldokló csillagokból származtatnak a tudósok, a LAP-149 eddig az egyedüli, amely grafitos mátrixában oxigéngazdag szilikátzárványt hordoz.

A LAP-149 eddig az egyedüli olyan meteorit, amely csillagközi eredetű oxigéngazdag szilikátzárványt tartalmazForrás: Nature

„Ez a lelet olyan folyamatokba enged bepillantást, amilyeneket a Földön sohasem tanulmányozhatnánk – hangsúlyozza Haenecour. – Beszédesen árulkodik arról, hogyan alakulnak ki és mozognak a porszemcsék, amint a nóva kidobja őket.

Nóvarobbanás művészi ábrázolásaForrás: Space.com

Megtudtuk belőle, hogy szenes és szilikátos szemcsék formálódhatnak ugyanabban a nóva-kilövellésben,

és a kilökött anyagcsóván belüli útjuk során több különféle kémiai összetételű porfelhőn utaznak át

– amit a nóvákról alkotott modelljeink megjósoltak ugyan, de amire közvetlen bizonyítékot még egyetlen mintában sem találtunk.”

Izgalmas kérdés: mi indította el a Naprendszer keletkezését?

Sajnos a LAP-149 nem tartalmaz elegendő mennyiségű atomot ahhoz, hogy a pontos korát meghatározhassák, de a kutatók abban reménykednek, hogy a későbbiekben találnak még hasonló, de nagyobb méretű mintákat.

A bolygók kialakulása a Naprendszerben. Izgalmas kérdés, mi indíthatta el ezt a folyamatotForrás: leemage/©Don Dixon/Novapix/Leemage/Don Dixon

„Ha egyszer majd precízen tudjuk datálni ezeket az objektumokat,

tisztább képet alkothatunk arról, hogyan nézett ki a galaxisunk honi tájéka a Naprendszerünk kialakulása előtt,

és mi indította el a Naprendszer keletkezését – vélekedett Tom Zega, az Arizonai Egyetem Kuiper Anyagtudományi Képalkotó és Jellemző Egységének tudományos igazgatója.

Szupernóva-robbanás során kidobódó törmelékForrás: Greg Stewart, SLAC National Accelerator Lab

– Talán az egész létünket egy közeli szupernóva-robbanásnak köszönhetjük, amely lökéshullámával összepréselte maga körül a gáz- és porfelhőket, ezzel csillagokat lobbantott lángra, és csillagbölcsőket indított útnak, valahogy úgy, ahogy azt a Hubble-űrteleszkópnak a »Teremtés Oszlopai«-ról készített híres felvételén megfigyelhetjük.”

A csillagport rejtő meteorit a Bennu aszteroida rokona lehet

A csillagport rejtő meteorit a Hold- és Bolygótani Laboratórium gyűjteményének egyik legérintetlenebb állapotban megőrzött darabja, amely szenes kondritként az OSIRIS-REx űrmisszió által célba vett Bennu aszteroidával rokon.

Az OSIRIS-REx űrszonda fotója a Bennu aszteroidárólForrás: AFP/Ho

Az Arizonai Egyetem által szervezett OSIRIS-REx küldetés azzal kecsegtet, hogy ha sikerül a Bennu anyagából mintát venni és azt a Földre visszajuttatni, a tudósok olyan vizsgálati anyaghoz juthatnak, amely szinte semmi változást nem szenvedett a Naprendszer keletkezése óta.

Forrás: Origo

Addig viszont a kutatóknak be kell érniük a LAP-149-hez hasonló ritka parányokkal,

amelyek túlélték nemcsak azt, hogy egy robbanó csillag kiokádja, majd a Naprendszerünkké sűrűsödő gázfelhő gáz- és porfelhő foglyul ejti őket, de még azt is, hogy belesülnek egy aszteroidába, s azzal együtt lezuhannak a Földre.

Hihetetlen, hogy megérkezett, ha belegondolunk, hányféle halált halhatott volna ez a szemcse, míg ideért

– álmélkodik Zega.