Interstellair stof in Australische meteoriet is 7 miljard jaar oud

Deeltje uit de Murchison meteoriet
Een van de 40 korrels die uit de Murchison meteoriet zijn geëxtraheerd. De opname is gemaakt met behulp van een elektronenmicroscoop. Credit: Janaína N. Ávila

Een meteoriet die in 1969 in Australië neerkwam bevat sterrenstof dat ongeveer 7 miljard jaar oud is. Dat stof is dus ongeveer 2,5 miljard jaar ouder dan de Aarde. Deze opmerkelijke ontdekking biedt een blik op de omstandigheden die heersten lang voordat ons zonnestelsel ontstond.

Oude korreltjes die men in de Murchison meteoriet heeft gevonden zijn tussen de 5 miljard en 7 miljard jaar oud. Dit staat in een artikel dat onlangs in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences is gepubliceerd. Hoofdauteur van het artikel is astronoom Philipp Heck van de universiteit van Chicago.

De korreltjes zijn afkomstig van interstellair stof en ze worden nu gezien als het oudste bekende materiaal op Aarde. Onze planeet is ongeveer 4,5 miljard jaar geleden ontstaan.  Het is een opmerkelijke ontdekking want het materiaal is het bewijs van de omstandigheden die bestonden voordat ons zonnestelsel ontstond. Ze geven ook nieuwe astronomische informatie zoals het bestaan van een baby boom-periode van sterformatie die verschillende miljarden jaren geleden heeft plaatsgevonden.

Sterrenstof wordt door stellaire winden door het heelal verspreid. Deze deeltjes klonteren uiteindelijk weer samen en vormen dan nieuwe sterren. Soms ontstaan er ook planeten, manen en meteorieten. Op Aarde zijn deze deeltjes erg schaars. Ze zijn in slechts 5% van de meteorieten gevonden. Ook zijn die deeltjes enorm klein. Zoals het persbericht van de universiteit van Chicago zegt: honderd van de grootste deeltjes passen in de punt aan het einde van deze zin. Ze zijn ongeveer 8 micrometer groot en dat komt overeen met ongeveer de grootte van een rode bloedcel.

David Bekaert, onderzoeker verbonden aan het Center for Petrographic and Geochemical Research (CPRG) in het Franse Nancy en niet betrokken bij dit nieuwe onderzoek zegt dat interstellaire stofdeeltjes die ouder zijn dan onze Zon pre-zonnekorrels worden genoemd. Een deel hiervan bereikte de rotsachtige objecten die tijdens de vorming van ons zonnestelsel ontstonden.

Volgens Bekaert weet men al heel lang dat ze voorkomen in oude meteorieten. Echter hoe oud ze zijn en of ze wel of niet afkomstig zijn van een enkele stervormingsperiode die voorafging aan het ontstaan van ons zonnestelsel was onbekend omdat er geen betrouwbare technieken beschikbaar waren om deze individuele deeltjes te dateren.

Belangrijk bij het nieuwe onderzoek was het voorkomen van deze pre-zonnekorrels in de Murchison meteoriet en een nieuwe manier om ze te dateren. Maar de eerste stap was het isoleren van de korrels uit de meteoriet.

De fragmenten van de meteoriet werden vermalen tot poeder. Als alle delen uit elkaar zijn gehaald vormen ze een soort van pasta met een hele specifieke geur: het stinkt als bedorven pindaboter.

Dit stinkende goedje werd opgelost in zuur waarna er enkele tientallen pre-zonnekorrels achterbleven. Om deze korrels te dateren werd een techniek toegepast die bepaalde in welke mate de korrels door kosmische straling waren gebombardeerd. Kosmische straling bestaat uit hoog energetische deeltjes die door het heelal razen en die in vaste objecten kunnen doordringen. Langere blootstelling aan kosmische straling leidt tot zwaardere elementen. De onderzoekers keken naar de hoeveelheid van deze gemakkelijk te detecteren elementen die in de korrels voorkwamen om zo hun relatieve leeftijd te bepalen.

De resultaten lieten zien dat de korrels behoorlijk oud zijn en dat ze gedurende vele eonen aan grote hoeveelheden kosmische straling waren blootgesteld. De oudste korrels werden gedateerd op ongeveer 7 miljard jaar. De meerderheid van de korrels in de Murchison meteoriet zijn tussen de 4,6 miljard en 4,9 miljard jaar oud en een klein aantal is ongeveer 5,5 miljard jaar oud. Alle in de Murchison meteoriet gevonden interstellaire deeltjes zijn dus voor de vorming van ons zonnestelsel en de Zon ontstaan.

De resultaten tonen ook aan dat er in ons zonnestelsel ook niet constant sterren ontstonden. De meerderheid van de deeltjes is 4,6 tot 4,9 miljard jaar oud en dat wijst op een periode van intense stervorming, een soort van baby boom. Ons sterrenstelsel is overigens ongeveer 8 miljard jaar geleden ontstaan. De onderzoekers beschouwen dit als een van de belangrijkste ontdekkingen van hun studie.

Om de resultaten van dit onderzoek te bevestigen willen astronomen deze techniek inzetten om andere gelijkaardige meteorieten te onderzoeken. Volgens de onderzoekers zit er nog veel geschiedenis verborgen in deze oeroude deeltjes.

Artikel: “Lifetimes of interstellar dust from cosmic ray exposure ages of presolar silicon carbide.” Proceedings of the National Academy of Sciences. Jan. 13, 2020.

 

Eerste publicatie: 18 januari 2020
Bron: diverse persberichten