Obserwacje młodych gwiazd już dawno doprowadziły naukowców do wniosku, że Słońce było silnie aktywne już w swych najmłodszych latach. Teraz jednak specyficzne kryształy znalezione w ziemskim meteorycie dostarczają nam bezpośrednich dowodów na tę energetyczną przeszłość Słońca.
Słońce powstało około 4,6 miliarda lat temu z obracającego się dysku gazu i pyłu, który prawdopodobnie rozciągał się poza obecny rozmiar Układu Słonecznego. Dysk ten zaczął się formować przy temperaturze powyżej 1500 °C, ale następnie uległ ochłodzeniu, umożliwiając zestalenie się zawartego w nim gazu. Część jego materii skupiła się wówczas, tworząc znane nam planety, ale pewna jej część pozostała do dziś w postaci mniejszych odłamków skalnych.
Jeden z takich niewielkich fragmentów znany jest jako Meteoryt Murchison, bowiem spadł on na Ziemię w pobliżu Murchison w Australii, 28 września 1969 roku. Meteoryt ten był skarbem dla naukowców od czasu jego odkrycia. Levke Kööp z Uniwersytetu w Chicago wraz ze swym zespołem odkrył teraz dodatkowo, że zawarte w nim drobniutkie kryształki hibonitu dają nam wiele informacji na temat początków istnienia Słońca. Wyniki te pojawiły się w Nature Astronomy.
Naukowcy korzystając z dostępu do spektrometru masowego w szwajcarskim ETH ponownie przeanalizowali kryształy znalezione w meteorycie. Wiele z nich mierzy nie więcej niż 100 mikronów! Hibonit, minerał zbudowany z wapnia, aluminium i tlenu, zestala się na poziomie około 1500 stopni Celsjusza, więc musiał powstać w początkach istnienia Układu Słonecznego. Ale wysokoenergetyczne protony i jądra helu emitowane przez aktywne młode Słońce rozbijały wówczas niektóre z atomów tworzących hibonit, zamieniając je w mniejsze atomy takie jak neon i hel. Atomy te pozostały uwięzione w sieci krystalicznej hinonity przez miliardy lat - aż do dziś.
Neon i hel są gazami obojętnymi, przez co nie mają tendencji do wchodzenia w reakcje z innymi atomami i cząsteczkami. Dzięki temu ich ilość w hibonicie nie zmieniła się od tego czasu - czyli od czasu, gdy nasze Słońce było jeszcze bardzo młode. Teraz jednak zespół kierowany przez Kööpa użył wiązki laserowej do stopienia ziaren hibonitu, uwalniając przy tym uwięziony w nich neon i hel. Zmierzono następnie ich ilości za pomocą spektrometru masowego. Okazały się one… zaskakująco duże.
Jądra helu i protony emitowane przez młode Słońca miały bardzo wysokie energie. -Większość z nich przeszła niezauważenie przez hibonit -wyjaśnia współautor pracy, Philipp Heck (Field Museum/ Uniwersytet w Chicago). -Prawdopodobieństwo zderzenia z atomami hibonitu było bardzo małe, ale z drugiej strony strumień tych cząstek był bardzo silny. To wyjaśnia wysoki poziom powstałego w rezultacie neonu i helu.
Słońce wciąż emituje cząstki o wysokich energiach, ale w obecnym tempie potrzeba byłoby aż 100 milionów lat do wytworzenia takich ilości neonu i helu, jakie w kryształkach meteorytowych znaleźli naukowcy. Oznacza to, że Słońce było dużo bardziej aktywne w swej młodości niż dziś. Podejrzewano to wprawdzie od dawna, ale teraz już mamy na to silny dowód - który wciąż jednak będzie musiał zostać potwierdzony dodatkowymi analizami.
Czytaj więcej:
Źródło: Sky & Telescope
Na zdjęciu: Wygląd wczesnego dysku słonecznego. We wstawce: zdjęcie błękitnego hibonitu, jednego z pierwszych minerałów, jakie powstały w Układzie Słonecznym.
Źródło: Field Museum, University of Chicago, NASA, ESA, and E. Feild (STScl)
