„Acesta este unul dintre cele mai interesante studii la care am lucrat”, spune Philipp Heck, curator la Field Museum, profesor asociat la Universitatea din Chicago și autor principal al unui articol care descrie descoperirile în Proceedings of the National Academy of Sciences. „Acestea sunt cele mai vechi materiale solide găsite vreodată și ne spun despre modul în care s-au format stelele în galaxia noastră.”

Materialele examinate de Heck și colegii săi se numesc grăunțe presolare – materiale minerale formate înainte de nașterea Soarelui. „Sunt mostre solide de stele, adevărate praf stelar”, spune Heck. Aceste bucățele de praf stelar au fost prinse în meteoriți, unde au rămas neschimbate timp de miliarde de ani, ceea ce le face să fie capsule ale timpului de dinaintea apariției sistemului solar.”

Dar grăunțele presolare sunt greu de găsit. Sunt rare, se găsesc doar în aproximativ cinci la sută din meteoriții care au căzut pe Pământ, și sunt mici – o sută dintre cele mai mari ar încăpea pe punctul de la sfârșitul acestei propoziții. Dar Muzeul Field deține cea mai mare porțiune din meteoritul Murchison, o comoară de grăunțe presolare care a căzut în Australia în 1969 și pe care locuitorii din Murchison, Victoria, au pus-o la dispoziția științei. Granulele presolare pentru acest studiu au fost izolate din meteoritul Murchison pentru acest studiu în urmă cu aproximativ 30 de ani, la Universitatea din Chicago.

„Se începe cu zdrobirea fragmentelor de meteorit până la obținerea unei pulberi ,” explică Jennika Greer, studentă absolventă la Field Museum și la Universitatea din Chicago și coautoare a studiului. „Odată ce toate bucățile sunt segregate, este un fel de pastă și are o caracteristică înțepătoare – miroase ca untul de arahide putrezit.”

Această „pastă de meteorit cu unt de arahide putrezit” a fost apoi dizolvată cu acid, până când au rămas doar grăunțele presolare. „Este ca și cum ai arde carul cu fân pentru a găsi acul”, spune Heck.

După ce granulele presolare au fost izolate, cercetătorii și-au dat seama din ce tipuri de stele provin și cât de vechi sunt. „Am folosit datele privind vârsta de expunere, care, practic, măsoară expunerea lor la razele cosmice, care sunt particule de mare energie care zboară prin galaxia noastră și penetrează materia solidă”, explică Heck. „Unele dintre aceste raze cosmice interacționează cu materia și formează noi elemente. Și cu cât sunt expuse mai mult timp, cu atât se formează mai multe astfel de elemente.

„Eu compar acest lucru cu a pune o găleată afară în timpul unei furtuni. Presupunând că precipitațiile sunt constante, cantitatea de apă care se acumulează în găleată vă spune cât timp a fost expusă”, adaugă el. Măsurând cât de multe dintre aceste noi elemente produse de razele cosmice sunt prezente într-un grăunte presolar, putem spune cât timp a fost expus la razele cosmice, ceea ce ne spune cât de vechi este.

Cercetătorii au aflat că unele dintre grăuntele presolar din eșantionul lor erau cele mai vechi descoperite vreodată – pe baza numărului de raze cosmice pe care le-au absorbit, majoritatea grăunților trebuiau să aibă o vechime cuprinsă între 4,6 și 4,9 miliarde de ani, iar unele grăunțe erau chiar mai vechi de 5,5 miliarde de ani. Pentru context, Soarele nostru are o vechime de 4,6 miliarde de ani, iar Pământul are 4,5 miliarde de ani.

Dar vârsta grăunțelor presolare nu a fost sfârșitul descoperirii. Deoarece granulele presolare se formează atunci când o stea moare, ele ne pot spune despre istoria stelelor. Și în urmă cu 7 miliarde de ani, se pare că a existat o recoltă abundentă de stele noi care s-au format – un fel de baby boom astral.

„Avem mai multe boabe tinere decât ne așteptam”, spune Heck. „Ipoteza noastră este că majoritatea acestor grăunțe, care au o vechime cuprinsă între 4,9 și 4,6 miliarde de ani, s-au format într-un episod de creștere a formării stelelor. A existat o perioadă înainte de începerea Sistemului Solar când s-au format mai multe stele decât în mod normal.”

Această descoperire este o muniție în cadrul unei dezbateri între oamenii de știință cu privire la faptul dacă noile stele se formează sau nu la o rată constantă, sau dacă există vârfuri și coborâșuri în numărul de stele noi de-a lungul timpului. „Unii oameni cred că rata de formare a stelelor din galaxie este constantă”, spune Heck. „Dar, datorită acestor granule, avem acum dovezi directe pentru o perioadă de formare sporită a stelelor în galaxia noastră, acum șapte miliarde de ani, cu ajutorul unor mostre de meteoriți. Aceasta este una dintre descoperirile cheie ale studiului nostru.”

Heck notează că acesta nu este singurul lucru neașteptat pe care echipa sa l-a găsit. Aproape ca o notă secundară la întrebările principale ale cercetării, examinând modul în care mineralele din grăunțe au interacționat cu razele cosmice, cercetătorii au aflat, de asemenea, că grăunțele presolare plutesc adesea prin spațiu lipite împreună în grupuri mari, „ca o granola”, spune Heck. „Nimeni nu credea că acest lucru este posibil la această scară.”

Heck și colegii săi așteaptă cu nerăbdare ca toate aceste descoperiri să contribuie la aprofundarea cunoștințelor noastre despre galaxia noastră. „Cu acest studiu, am determinat în mod direct durata de viață a prafului stelar. Sperăm că acest lucru va fi preluat și studiat, astfel încât oamenii să poată folosi acest lucru ca date de intrare pentru modelele întregului ciclu de viață galactic”, spune el.

Heck remarcă faptul că au rămas de răspuns la întrebări de o viață întreagă despre granulele presolare și despre sistemul solar timpuriu. „Mi-aș dori să avem mai mulți oameni care să lucreze la aceasta pentru a afla mai multe despre galaxia noastră natală, Calea Lactee”, spune el.

„Odată ce ați învățat despre acest lucru, cum vreți să studiați orice altceva?”, spune Greer. „Este minunat, este cel mai interesant lucru din lume.”

„Întotdeauna mi-am dorit să fac astronomie cu mostre geologice pe care să le pot ține în mână”, spune Heck. „Este atât de interesant să te uiți la istoria galaxiei noastre. Praful de stele este cel mai vechi material care a ajuns pe Pământ și, din el, putem afla despre stelele noastre părintești, despre originea carbonului din corpul nostru, despre originea oxigenului pe care îl respirăm. Cu ajutorul prafului de stele, putem urmări acest material până în perioada de dinaintea Soarelui.”

„Este cel mai bun lucru de lângă posibilitatea de a lua o mostră direct de la o stea”, spune Greer.

La acest studiu au contribuit cercetători de la Field Museum, University of Chicago, Lawrence Livermore National Laboratory, Washington University, Harvard Medical School, ETH Zurich și Australian National University. Finanțarea a fost asigurată de NASA, Fundația TAWANI, Fundația Națională pentru Știință, Departamentul de Energie, Fundația Națională Elvețiană pentru Știință, Consiliul Național Brazilian pentru Dezvoltare Științifică și Tehnologică și Comitetul de Finanțare pentru Știință și Burse de Studii al Muzeului Field.

.