Унікальні блакитні кристали розповіли про буремне дитинство Сонця

Прадавні кристали метеоритного походження розповіли унікальну історію про те, яким було наше Сонце на ранньому етапі свого розвитку.

Загадка молодого Сонця

Нам доволі важко згадати все, що траплялося з нами в дитинстві, оскільки відстань до цих подій вимірюється десятками років. Але що ми можемо сказати про дитинство космічного тіла, вік якого сягає 4,6 мільярда років? Проблема полягає в тому, що Сонце “народилося”, приблизно, за 50 мільйонів років до утворення Землі, тож нам, землянам, досить важко знайти фізичні об’єкти, які б зберегли будь-які хімічні записи з тих часів.

У новому дослідженні, опублікованому в журналі Nature Astronomy, астрономи проаналізували прадавні блакитні кристали, які показали досі невідому картину минулого. Виявляється, що дитинство Сонця було досить буремним.

“Сонце було дуже активним на початку свого життя, на ньому відбувалося більше вибухів та викидів ще інтенсивніших потоків заряджених частинок. На думку приходить мій син, йому три, і він також дуже активний,”

зазначає автор дослідження Філіпп Гек, професор Університету Чикаго –

“У Сонячній системі немає майже нічого достатньо старого, аби дійсно підтвердити ранню активність Сонця, але ці мінерали з метеоритів у колекціях Музею природної історії ім. Філда достатньо старі. Вони, ймовірно, є першими мінералами, що сформувалися у Сонячній системі.”

Гек та його колеги дослідили мікроскопічні блакитні кристали гібоніту. Вони встановили, що його склад вказує на результат хімічних реакцій, які могли протікати лише за умови надходження від Сонця великої кількості заряджених частинок.

“Ці кристали сформувалися понад 4,5 мільярда років тому та зберегли записи деяких перших подій, які відбулися у Сонячній системі. Та попри те, що вони такі крихітні, – багато мають менш як 100 мікронів у діаметрі – їм все ж вдалося зберегти ці надзвичайно летючі благородні гази, які дуже давно утворилися під випромінюванням молодого Сонця,”

– пояснив провідний автор дослідження Левкі Кьоп.

Коли не було планет

Перш ніж навколо Сонця сформувалися планети, Сонячна система складалася з масивного диска газу та пилу, що рухався довкола зорі. Дослідникам також відомо, що цей регіон був дуже гарячим: температура сягала 1500 °C. Для порівняння температура Венери, найгарячішої планети Сонячної системи, з поверхневими температурами, здатними розплавити свинець, сягає 466 °C.

Однак з часом газопиловий диск починав охолоджуватися, а всередині з коктейлю хімічних елементів починали формуватися перші мінерали – кристали блакитного гібоніту.

Кристали гібоніту у ранній Сонячній системі
Художнє зображення кристалів гібоніту в ранній Сонячній системі. Джерело: Field Museum

Новоутворені кристали також відчули жорсткий потік сонячного вітру та постійно бомбардувалися протонами та іншими субатомними частинками. Якщо протон вдаряє атоми кальцію та алюмінію в кристалі, ці атоми розпадаються на легші атоми – неон та гелій. Цей неон та гелій опинилися замкненими в середині первинних кристалів на мільярди років. Зрештою, самі кристали стали частиною космічного каміння, яке впало на Землю.

Попередні дослідження цих метеоритів не надали жодних корисних результатів, однак тепер дослідники скористалися новітнім мас-спектрометром у Швейцарії. Ця машина, розміром з невеликий гараж, виявилася достатньо точною та потужною, аби встановити хімічний склад крихітних кристалів.

Так команда Кьопа отримала унікальні докази того, що на ранньому етапі свого розвитку Сонце було значно активнішим, ніж сьогодні. За словами Гека:

“Це наче, якби ви знали когось як спокійну дорослу людину, та мали б підстави вважати, що колись вона була активною дитиною, але без жодних доказів. Але якби ви могли піднятись на її горище та знайти її старі зламані іграшки та книги з вирваними сторінками, це було б свідченням того, що ця людина колись була дуже енергійним малюком”.

Astronomy (2018), doi: 10.1038/s41550-018-0527-8800

Сподобалась стаття? Придбайте нам , а ми напишемо ще.
Повідомити про помилку: підкресліть текст та натисніть CTRL+Enter або