Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một hạt bụi được rèn trong vụ nổ sao trước khi hệ mặt trời của chúng ta ra đời. Phân tích cấp độ nguyên tử của mẫu vật cho thấy những hiểu biết mới về cách các ngôi sao kết thúc cuộc sống của chúng và gieo mầm vũ trụ bằng các khối xây dựng của các ngôi sao và hành tinh mới.
Một hạt bụi được rèn trong cái chết của một ngôi sao lâu đời đã được phát hiện bởi một nhóm các nhà nghiên cứu do Đại học Arizona dẫn đầu.
Khám phá này thách thức một số lý thuyết hiện tại về việc các ngôi sao sắp chết gieo mầm vũ trụ bằng nguyên liệu thô để hình thành các hành tinh và cuối cùng là các phân tử tiền thân của sự sống.
Bị nhét bên trong một thiên thạch sặc sỡ được thu thập ở Nam Cực, đốm nhỏ tượng trưng cho sự nổi bật thực sự, rất có thể được đưa vào vũ trụ bởi một ngôi sao nổ tung trước khi mặt trời của chúng ta tồn tại. Mặc dù các loại ngũ cốc như vậy được cho là cung cấp nguyên liệu quan trọng góp phần vào sự pha trộn từ đó mặt trời và các hành tinh của chúng ta hình thành, chúng hiếm khi sống sót sau những biến động xảy ra với sự ra đời của hệ mặt trời.
Pierre Haenecour, tác giả chính của bài báo, dự kiến sẽ công bố trực tuyến trước trên trang web của Thiên văn học thiên nhiên vào ngày 29 tháng 4 “Họ cũng cung cấp cho chúng tôi ảnh chụp nhanh các điều kiện trong một ngôi sao tại thời điểm hạt này được hình thành.”
Được đặt tên là LAP-149, hạt bụi đại diện cho tập hợp duy nhất được biết đến của các hạt than chì và silicat có thể được truy tìm đến một loại vụ nổ sao cụ thể được gọi là nova. Đáng chú ý, nó đã sống sót qua hành trình xuyên qua không gian giữa các vì sao và du hành đến khu vực sẽ trở thành hệ mặt trời của chúng ta khoảng 4,5 tỷ năm trước, có lẽ trước đó, nơi nó được nhúng vào một thiên thạch nguyên thủy.
Novae là các hệ sao nhị phân trong đó phần còn lại của một ngôi sao, được gọi là sao lùn trắng, đang trên đường biến mất khỏi vũ trụ, trong khi bạn đồng hành của nó là một ngôi sao chuỗi chính có khối lượng thấp hoặc một người khổng lồ đỏ. Sao lùn trắng sau đó bắt đầu vật liệu tổng hợp từ người bạn đồng hành. Một khi nó tích lũy đủ vật liệu sao mới, sao lùn trắng lại đốt cháy trong các vụ nổ định kỳ đủ mạnh để tạo ra các nguyên tố hóa học mới từ nhiên liệu sao và phun sâu vào không gian, nơi chúng có thể di chuyển đến các hệ thống sao mới và kết hợp với các nguyên liệu thô của chúng .
Kể từ sau Vụ nổ lớn, khi vũ trụ chỉ bao gồm hydro, heli và dấu vết của lithium, các vụ nổ sao đã góp phần làm phong phú hóa học của vũ trụ, dẫn đến vô số các nguyên tố mà chúng ta thấy ngày nay.
Tận dụng các thiết bị kính hiển vi ion và điện tử tinh vi tại Phòng thí nghiệm Mặt trăng và Hành tinh của UA, một nhóm nghiên cứu do Haenecour dẫn đầu đã phân tích hạt bụi có kích thước vi khuẩn xuống mức nguyên tử. Sứ giả nhỏ bé từ ngoài vũ trụ hóa ra thực sự là người ngoài hành tinh – được làm giàu rất cao trong một đồng vị carbon gọi là 13C.
“Các thành phần đồng vị carbon trong bất cứ thứ gì chúng ta từng lấy mẫu đến từ bất kỳ hành tinh hoặc cơ thể nào trong hệ mặt trời của chúng ta đều thay đổi theo yếu tố theo thứ tự 50”, Haenecour, người sẽ tham gia Phòng thí nghiệm Mặt trăng và Hành tinh với tư cách là giáo sư trợ lý ở mùa thu. “13C mà chúng tôi tìm thấy trong LAP-149 đã được làm giàu hơn 50.000 lần. Những kết quả này cung cấp thêm bằng chứng trong phòng thí nghiệm rằng cả các loại ngũ cốc giàu carbon và oxy từ novae đã đóng góp vào các khối xây dựng của hệ mặt trời của chúng tôi.”
Mặc dù các ngôi sao mẹ của chúng không còn tồn tại, các thành phần đồng vị và hóa học và cấu trúc vi mô của các hạt stardust riêng lẻ được xác định trong thiên thạch cung cấp các hạn chế duy nhất về sự hình thành bụi và các điều kiện nhiệt động trong dòng chảy sao, các tác giả đã viết.
Phân tích chi tiết tiết lộ nhiều bí mật bất ngờ hơn: Không giống như các hạt bụi tương tự được cho là đã được rèn trong các ngôi sao sắp chết, LAP-149 là loại hạt đầu tiên được biết đến bao gồm than chì có chứa silicat giàu oxy.
“Phát hiện của chúng tôi cung cấp cho chúng ta cái nhìn thoáng qua về một quá trình mà chúng ta không bao giờ có thể chứng kiến trên Trái đất”, Haenecour nói thêm. “Nó cho chúng ta biết làm thế nào các hạt bụi hình thành và di chuyển bên trong khi chúng bị trục xuất bởi nova. Bây giờ chúng ta biết rằng các hạt bụi carbonate và silicat có thể hình thành trong cùng một nova ejecta, và chúng được vận chuyển qua các đám bụi khác biệt về mặt hóa học trong ejecta, thứ được dự đoán bởi các mô hình của novae nhưng không bao giờ được tìm thấy trong mẫu vật. “
Thật không may, LAP-149 không chứa đủ các nguyên tử để xác định tuổi chính xác của nó, vì vậy các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ tìm thấy các mẫu tương tự, lớn hơn trong tương lai.
“Nếu chúng ta có thể hẹn hò với những vật thể này một ngày nào đó, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về thiên hà của chúng ta trông như thế nào trong khu vực của chúng ta và điều gì đã kích hoạt sự hình thành của hệ mặt trời”, Tom Zega, giám đốc khoa học của Cơ sở hình ảnh và đặc tính vật liệu Kuiper của UA nói và phó giáo sư tại Phòng thí nghiệm Mặt trăng và Hành tinh và Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu UA. “Có lẽ chúng ta nợ sự tồn tại của chúng ta với vụ nổ siêu tân tinh gần đó, nén các đám mây khí và bụi bằng sóng xung kích, đốt cháy các ngôi sao và tạo ra các vườn ươm sao, giống như những gì chúng ta thấy trong bức tranh ‘Trụ cột sáng tạo’ nổi tiếng của Hubble.”
Thiên thạch chứa các đốm sao là một trong những thiên thạch nguyên sơ nhất trong bộ sưu tập của Phòng thí nghiệm Mặt trăng và Hành tinh. Được phân loại là chondrite carbonace, nó được cho là tương tự như vật liệu trên Bennu, tiểu hành tinh mục tiêu của nhiệm vụ OSIRIS-REx do UA lãnh đạo. Bằng cách lấy một mẫu của Bennu và đưa nó trở lại Trái đất, nhóm nhiệm vụ OSIRIS-REx hy vọng sẽ cung cấp cho các nhà khoa học vật liệu ít thấy, nếu có, thay đổi kể từ khi hình thành hệ mặt trời của chúng ta.
Cho đến lúc đó, các nhà nghiên cứu phụ thuộc vào các phát hiện hiếm như LAP-149, sống sót sau khi bị nổ tung từ một ngôi sao đang nổ tung, bị cuốn vào đám mây khí và bụi sụp đổ sẽ trở thành hệ mặt trời của chúng ta và nướng vào một tiểu hành tinh trước khi rơi xuống trái đất.
“Thật đáng chú ý khi bạn nghĩ về tất cả các cách trên con đường đáng lẽ phải giết hạt này”, Zega nói.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Arizona . Bản gốc được viết bởi Daniel Stolte. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :