Meteoriitin minimuruset osoittautuivat paljon vanhemmiksi kuin maapallo – "Nämä ovat todellista tähtipölyä"

Murchnsonin meteoriitiksi nimetty murikka toi Maahan aineksia ajalta ennen aurinkokuntamme syntymää ja paljon kauempaakin.

astronomia
Kirkas tähtisumu tähtien täplittämässä avaruudessa.
Muodostumassa olevien tähtien runsas pöliseminen on varsin mahdollinen lähde meteoriittien piikarbidijyväsille, tutkijat arvelevat. Kuvassa Egg-tähtisumu.W. Sparks (STScl) & R. Sahai (JPL) / Nasa

Viitisenkymmentä vuotta sitten Victorian osavaltion taivaalla Australiassa räjähti tulipallo ja maahan ropisi kiviä, joita asukkaat keräsivät talteen lähes sata kiloa. Koko seutu haisi tenulle, he sittemmin muistelivat kuumentuneen taivaankappaleen lemahdusta.

Suuri osa Murchisonin meteoriitiksi nimetyn hajonneen murikan kappaleista on yhdysvaltalaisessa Fieldin museossa (siirryt toiseen palveluun) Chicagossa.

Museon ja Chicagon yliopiston (siirryt toiseen palveluun) tutkimuksissa on osoittautunut, että meteoriitin sisällä matkusti muuttumattomana kauan sitten kuolleen tähden pölyä. Sillä on enemmän ikää kuin Auringolla ja sen planeetoilla.

Tuo tiivistynyt tomu on koko aurinkokuntamme vanhinta kiinteää materiaalia, jota ihminen on saanut pideltäväkseen, tuore tutkimus kertoo. Se on vapaasti luettavissa PNAS-lehdestä (siirryt toiseen palveluun).

Tutkimus tehtiin meteoriitinmurusille, jotka Chicagon yliopisto pani aikoinaan erikseen talteen odottamaan aikaa, jolloin kehittyneet menetelmät kykenisivät kertomaan niistä enemmän kuin tuolloin.

40 tähtipölyhitusen ikä selvisi

Tähdillä on elinkaarensa. Ne syntyvät kaasusta ja pölystä, jotka avaruudessa ajelehtiessaan osuvat yksiin ja kuumenevat. Tähti voi loistaa miljardejakin vuosia, mutta lopulta se kuolee ja sen rakennusaineet sinkoutuvat takaisin avaruuteen muodostaakseen lopulta uuden tähden tai muun taivaankappaleen.

Auringolla on ikää 4,6 miljardia vuotta, maapallolla noin 4,5 miljardia. Tutkimuksessa analysoidut Murchisonin meteoriitin muruset osoittautuivat nuorimmillaankin vähintään 4,6–4,9 miljardin vuoden ikäisiksi.

Analyysiin pääsi murskatun meteoriittinäytteen 50 mikroskooppisen pientä piikarbidijyvästä. Niiden yhteispaino oli 300 nanogrammaa. Yksi nanogramma on gramman miljardisosa.

Tutkimusta johtanut astrokemisti Philipp Heck kutsuu näytteitä järkäleiksi, sillä pienuudestaan huolimatta ne olivat paljon suurempia kuin vastaavat muruset yleensä.

Aurinkoa vanhempia jyväsiä on vain noin viidessä prosentissa Maahan pudonneista meteoriiteista. Sata suurinta on yhteiseltä kooltaan samaa luokkaa kuin tämän lauseen päättävä piste.

40 jyväsen ikä kyettiin määrittämään. Valtaosa oli enintään 300 miljoonaa vuotta vanhempia kuin aurinkokunta, mutta muutamilla etumatkaa oli ainakin miljardi vuotta. Yksi löi kaikki muut seitsemän miljardin vuoden iällään.

Ne ovat aitoa tähtipölyä, sanoo Heck.

Yksi mahdollinen selitys sille, että odottamattoman suuri osa jyväsistä on 4,6–4,9 miljardin vuoden ikäisiä, ovat kosmoksen tuotteliaat vauvavuodet seitsemän miljardia vuotta sitten. Silloin syntyneestä isosta tähtijoukosta alkoi irrota pölyä 2–2,5 miljardia vuotta myöhemmin, elämän lopulla, tutkijat päättelevät.

Havainto tukee joidenkin aiempien tutkimusten tuloksia, joiden mukaan tähtien synnyssä oli selvä piikki juuri seitsemän miljardia vuotta sitten, he lisäävät.

Voimakkaasti suurennettu jyvänen.
Elektronimikroskoopilla otettu kuva yhdestä jyväsestä. Se on kooltaan samaa luokkaa kuin veren punasolu. Janaína Ávila

"Kuin polttaisi heinäsuovan neulaa etsiessään"

Tutkimuksissa käytettiin happoa, joka liuotti muun aineksen vanhan ytimen ympäriltä. Heck vertaa keinoa heinäsuovan polttamiseen, jotta sieltä löytyisi neula: jotakin valitettavasti tuhoutuu, mutta olennainen löytyy.

Ikä paljastui tiettyjen atomien määrästä, joka oli syntynyt avaruussäteilyn pommituksessa. Säteily on pääsiassa korkeaenergisiä protoneja. Valtaosa lensi jyväsen läpi, mutta toisinaan ne järjestivät piiatomit uuteen uskoon, jolloin syntyi heliumia ja neonia, Heck kertoo.

Kun jyväsiä lämmitettiin laserilla, niistä irtosi kaasuja, joista voitiin massaspektrometrian avulla laskea helium- ja neonatomit. Niiden isotoopit puolestaan kertoivat, olivatko helium ja neon peräisin kosmisista säteistä.

Jos olivat, niistä voitiin laskea jyväsen ikä tavalla, jota Heck vertaa ämpärin jättämiseen sateeseen. Kun veden määrä mitataan, siitä selviää, kuinka kauan ämpäri on ehtinyt olla sateessa, hän selittää.

Keino tosin onnistuu vain, jos sade on tasaista, mikä kaikeksi onneksi pätee kosmisiin säteisiin, Heck sanoo.

Tätä parempaa olisi vain, jos jostakin tähdestä voisi ottaa suoraan näytteen.

Jennika Greer

Heck toivoo, että ajoitustutkimus saa innostuneita seuraajia. Mielenkiintoista tutkittavaa riittää hänen mukaansa useiden elinikien ajaksi.

– Toivon, että nämä tulokset ovat alku koko galaktisen elämänkierron mallintamiselle, Heck sanoo.

Yhtenä merkittävänä tuloksensa hän pitää konkreettista näyttöä sille näkemykselle, että tähtien synnyssä on kiihkeitä ja hitaita vaiheita. Vastakkaisen hypoteesin mukaan tähtien syntyvauhti on vakaata.

Tutkimusartikkelin toinen kirjoittaja Jennika Greer on vasta jatko-opiskelija, mutta hänellä on jo ura ajateltuna.

– Kun on saanut selville tällaista, miten voisi haluta tutkia mitään muuta? Tämä on maailman kiinnostavin asia! Greer sanoo.

Korjattu 18.1.: Putoamispaikkansa mukaan nimetty meteoriitti on Murschison, ei Murchinson.