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惊奇的发现!地球上最古老的物质竟然比太阳系还老?

时间:2020-04-20 11:34:19 作者: 来源:51区未解之谜网 手机阅读

摘要:科学家发现了地球上已知的“最古老”的固体物质——大约50到70亿年前在陨石中形成的星尘。这些比太阳年龄大的尘埃粒子被称为前太阳粒子,有望揭示银河系恒星形成的奥秘——有直接证据表明,70亿年前,银河系有一段加速恒星形成的时期。

地球上已知最古老的固体物质刚刚被发现,它至少比太阳系早几亿年。

根据一项新的研究,这个微小的尘埃粒子是在大约50亿到70亿年前在一颗遥远的恒星上形成的。相比之下,我们的太阳只有46亿岁。最后,这些粒子以陨石的形式来到地球。

“这是我做过的最令人兴奋的研究之一,”菲利普·赫尔说,他是菲尔德自然历史博物馆和芝加哥大学的宇宙学家。

迪克说。

插图:自然历史野外博物馆来源:维基百科

“这些是历史上最古老的固体材料。它们告诉我们星系是如何形成恒星的。”

虽然以前有过陨石含有比太阳系更早形成的粒子的例子,但这种粒子也被称为“太阳系前粒子”。这种粒子确实很罕见,因为它们非常小,深埋在岩石中,很难识别。

一颗已知含有前太阳粒子的陨石是默奇森陨石。

插图:华盛顿国家自然历史博物馆的默奇森陨石样本来源:维基百科

这是一颗质量超过100公斤(220磅)的大陨石。它于1969年9月在澳大利亚默奇森爆炸,碎片遍布整个地区。

菲尔德博物馆已经获得了质量为52公斤的默奇森陨石的一部分,并花了大量时间研究这一部分。到1990年,他们从陨石内部发现了许多被称为碳化硅的细小矿物颗粒。这些颗粒来自星际空间,也就是前太阳系的形成,但是颗粒的确切年龄很难确定。

插图:碳化硅晶体来源:维基百科

早在20世纪90年代,许多碳化硅颗粒是通过将陨石研磨成粉末并用酸溶解不需要的硅酸盐而从陨石中分离出来的。当时,科学家用来分析这些粒子的工具不如现在先进,所以赫克和他的团队决定对这些粒子进行全色域测试。

他们使用扫描电子显微镜、二次离子质谱和稀有气体质谱来寻找暴露于宇宙射线的影响。宇宙射线可以穿透陨石等固体物质,并在碳化硅颗粒上留下痕迹。

赫克解释道:“其中一些宇宙射线与物质相互作用,形成新的元素。它们暴露的时间越长,形成的元素就越多。”

“相比之下,我把它比作暴雨中的水桶。假设降雨量恒定,水桶中积累的水量将告诉你水桶暴露了多长时间。”

通过检查是否有特殊元素氦3和氖21的痕迹,揭示了40颗碳化硅前驱体太阳粒子的年龄。在检查结果中,一些人年龄更大,超过55亿岁,但大多数人更年轻,在46亿到49亿之间。

如此大量的年轻粒子是意想不到的,这揭示了银河系历史的一个惊喜。

赫克说:“我们的假设是,这些年龄在46亿到49亿年之间的粒子大部分是在强化恒星形成过程中形成的。”"在太阳系形成之前,有一段时间恒星的形成速度超过了正常的恒星形成速度。"

根据研究小组的发现,这颗恒星形成于大约70亿年前。当一颗恒星达到进化的高级阶段时,这些粒子凝结成流出物,然后被吹至too 空,然后被吸收并整合到后来的Murchison陨石中。

插图:艺术家对类日恒星生命周期的描述。从左下角的主序列星开始,它然后通过亚巨星和巨星的阶段膨胀,直到右上角的外层被扔掉,形成行星状星云。

例如,由于这些粒子不可能存活,超新星冲击波是孤立存在的,研究小组得出结论,这些粒子会聚集在一起,从而保护其中一些粒子。

赫克说,包裹在陨石中的微观粒子爆发出强烈的恒星爆发,这证实了恒星形成的起伏。

“有些人认为星系的恒星形成速率是恒定的,”他说。“但是因为有了这些粒子,我们现在有了直接的证据,证明70亿年前在我们的星系中有一个阶段是增强型恒星形成的时候。这是我们研究的主要发现之一。”

想到这些微小的粒子在降落到地球之前必须经历的所有事情,真是令人难以置信。

这项研究已经在PNAS发表。

作者:MICHELLE STARR

风云:西塞

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