Μετεωρίτης περιέχει αποδεικτικά στοιχεία ότι θειούχα μόρια προέρχονται από μια έκρηξη σουπερνόβα

Οι θεμελιώδεις χημικές διεργασίες που έλαβαν χώρα στους γεννήτορες του ηλιακού μας συστήματος είναι πλέον καλύτερα κατανοητές. Μια διεθνής ομάδα αστροφυσικών με επικεφαλής τον Peter Hoppe, ερευνητή στο Ινστιτούτο Max Planck, έχει εξετάσει πρόσφατα σκόνη εγκλεισμένη στον μετεωρίτη Murchison ηλικίας 4,6 δισεκατομμυρίων ετών, που είχε βρεθεί το 1969, χρησιμοποιώντας μια πολύ ευαίσθητη μέθοδο.

Οι κόκκοι της αστρόσκονης προέρχονται από ένα σουπερνόβα, που ήταν γεννήτορας του ηλιακού μας συστήματος. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν χημικά ισότοπα, τα οποία δείχνουν ότι ενώσεις του θείου, όπως σουλφίδια του πυριτίου, προέρχονται από υλικά που εκτοξεύτηκαν μετά την υπερκαινοφανή έκρηξη ενός άστρου. Τα μόρια του θείου είναι κεντρικής σημασίας για πολλές διαδικασίες και άκρως σημαντικά για την εμφάνιση της ζωής.

Σκόνη αστεριών από ένα σουπερνόβα. Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο εικόνα δείχνει ένα κόκκο από καρβίδιο του πυριτίου από τον μετεωρίτη Murchinson. Έχει αποδειχθεί με ισοτοπικές αναλύσεις ότι οι μικροσκοπικοί κόκκοι μεγέθους 1 μm περίπου έχουν προέλευση ένα σουπερνόβα

Υπολογιστικά μοντέλα από παλιά πρόβλεπαν το σχηματισμό των μορίων του θείου στα εκτοξευόμενα υλικά από την έκρηξη αστέρων – τις σουπερνόβα. Τώρα όμως επιστήμονες από τη Γερμανία, την Ιαπωνία και τις ΗΠΑ έχουν στα χέρια τους αποδεικτικά στοιχεία για να τεκμηριώσουν αυτή τη θεωρία με τη βοήθεια της ισοτοπικής ανάλυσης του αστρόσκονης που βρέθηκε μέσα στους μετεωρίτες.

Η ομάδα με επικεφαλής τον Peter Hoppe απομόνωσε αρχικά χιλιάδες κόκκους αστρόσκονης από καρβίδιο του πυριτίου, περίπου 0,1 έως 1 μικρόμετρα, από τον μετεωρίτη Murchison, που είχε βρεθεί στη Γη το 1969. Οι κόκκοι αυτοί προέρχονται από ένα σουπερνόβα, και είναι γεννήτορας του ηλιακού μας συστήματος. Οι ερευνητές στη συνέχεια προσδιόρισαν, με ένα εξαιρετικά ευαίσθητο φασματογράφο, την ισοτοπική κατανομή των δειγμάτων.

Με την τεχνική αυτή μια δέσμη ιόντων εκτοξεύτηκε πάνω σε κόκκους αστρόσκονης και απελευθέρωσε έτσι τα άτομα από την επιφάνεια τους. Το φασματόμετρο εν συνεχεία τα διαχώρισε ανάλογα με τη μάζα τους και μέτρησε έτσι την ισοτοπική αφθονία. Τα ισότοπα ενός στοιχείου έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων αλλά διαφορετικό αριθμό νετρονίων.

Μια απόδειξη για υλικά από σουπερνόβα

Σε πέντε δείγματα καρβίδιου του πυριτίου, οι αστροφυσικοί βρήκαν μια ασυνήθιστη ισοτοπική κατανομή. Μέτρησαν ένα υψηλό ποσό ενός βαρέως ισοτόπου του πυριτίου και ένα χαμηλό ποσό ενός βαρέως ισοτόπου του θείου, ένα αποτέλεσμα που δεν ταιριάζει με τα σημερινά μοντέλα της αφθονίας των ισοτόπων στα αστέρια. Την ίδια στιγμή εντόπισαν τα προϊόντα διάσπασης του ραδιενεργού τιτανίου το οποίο μπορεί να παραχθεί μόνο στις εσωτερικές ζώνες ενός σουπερνόβα. Αυτό αποδεικνύει ότι οι κόκκοι της αστρόσκονης πράγματι προέρχονται από ένα σουπερνόβα.

Στη συνέχεια, τα μόρια του σουλφιδίου κλείστηκαν σε κρυστάλλους από καρβίδιο του πυριτίου. Αυτοί οι κρύσταλλοι έφτασε τότε στο ηλιακό μας νεφέλωμα περίπου πριν 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια και στη συνέχεια ενσωματώθηκαν στα υπό διαμόρφωση πλανητικά σώματα. Τελικά έφθασαν στη Γη μέσα σε μετεωρίτες που είναι τμήματα αστεροειδών.

Ο υπό μελέτη μετεωρίτης πήρε το όνομά του από την αυστραλιανή πόλη Murchison, όπου βρέθηκε το 1969. Για τους αστρονόμους, είναι ένα ανεξάντλητο ημερολόγιο για το σχηματισμό του ηλιακού μας συστήματος, καθώς αυτός έχει παραμείνει σχεδόν αμετάβλητος από την ίδρυσή του.

Εκτός από την εγκλεισμένη αστρόσκονη από το υλικό που εκτοξεύτηκε από ένα σουπερνόβα, ο μετεωρίτης Murchison μετέφερε επίσης σκόνη στη Γη που έχει διαμορφωθεί στους ανέμους του ερυθρού γίγαντα άστρου. Μέσα από περαιτέρω αναλύσεις, οι ερευνητές ελπίζουν να μάθουν περισσότερα για την προέλευση του γονικού άστρου του