Illustrerad Vetenskap (Sweden)
Stoftkorn färdades i sju miljarder år
Utifrån analyser av stoftkornet i en meteorit har astronomer rekonstruerat stoftets resa från det att det bildades i en döende stjärna tills det kom till jorden över sju miljarder år senare.
För sju miljarder år sedan bildades ett mikroskopiskt stoftkorn i de yttersta delarna av en röd jättestjärna. Den döende stjärnan höll på att använda de sista resterna av bränsle och när den brann ut spreds stoft och gas i rymden. Det lilla stoftkornet svävade länge runt i Vintergatan och blev till sist en del av ett enormt moln av gas och stoft som sedan kollapsade och bidade vårt solsystem. Stoftkornet hamnade i en meteorit som 1969 slog ned nära staden Murchison i Australien, och nu har det dykt upp i ett laboratorium i Chicago.
Solsystemet vimlar av rester av stjärnor som brann ut och spred stoft och gas i galaxen för miljarder år sedan – men först nu har astronomerna ett konkret bevis för det. Forskare på naturhistoriska Field Museum och University of Chicago har tagit fram det lilla stoftkornet ur Murchisonmeteoriten och i januari 2020 offentliggjorde de sin upptäckt att det är över sju miljarder år gammalt. Solsystemet bildades för 4,6 miljarder år sedan så stoftkornet är ungefär tre miljarder år äldre, och därmed en slags tidskapsel från tiden innan solen föddes.
Dateringen har fått stor uppmärksamhet eftersom det mikroskopiska stoftkornet är det absolut äldsta material som forskare hittills har lyckats datera. Stoftkornet har bidragit till att skriva Vintergatans historia – en historia om stjärnor och planeter som aldrig hade fötts utan det oansenliga stoftet.
Rymdstoft ligger i fönsterkarmen
Astronomernas stoft är inte dammråttor – även om det också finns kosmiskt stoft i det damm som ligger på våra fönsterkarmar. Partiklarna är dock mindre än sandkorn och en tusendels eller miljondels millimeter stora. De består vanligtvis av grundämnena syre, kisel, magnesium, kol och järn – ungefär som jordskorpans mineraler – men kan också vara sotpartiklar av rent kol som dem som finns i röken från ett stearinljus.
Varje dygn träffas jorden av 43 ton rymdstoft som kommer från utbrända stjärnor. Faktum är att allt i naturen omkring oss består av atomer som, liksom stoftkornet från Murchison-meteoriten, har bildats i stjärnorna för miljarder år sedan. Bara de allra lättaste grundämnena bildades vid stora smällen – gaserna väte och helium samt lite litium. I stjärnors centrum kan de lätta grundämnena smälta samman till allt tyngre atomer och på så sätt har de grundämnen som jorden och även vi själva består av bildats.
Trots att i stort sett allt i princip är stjärnstoft är det dock extremt svårt att hitta stoftkorn som är äldre än jorden. Det beror på att det inre av solsystemet värmdes upp rejält av den unga solen så att stoftet smälte och ändrade form. Strax efter att jorden bildats var den täckt av ett hav av lava och sedan dess har vulkanutbrott och kontinentaldriften bidragit till att förändra sammansättningen av det ursprungliga byggmaterialet. Jorden består visserligen av stjärnstoft, men det mesta av det har i dag transformerats till oigenkännlighet.
Babyboom i Vintergatan före solen
För att hitta kosmiskt stoft på jorden måste forskarna söka efter något som har kommit hit nyligen, som Murchison-meteoriten. Forskarna krossade en del av rymdstenen och analyserade innehållet med hjälp av masspektroskopi, en metod som kan bestämma enskilda atomers massa. På så sätt isolerade de ett stoftkorn av material som omöjligt kunde ha bildats på jorden, och bestämde dess ålder. Medan stoftkornet svävade runt i rymden utsattes det för kosmisk strålning, vilket förvandlade några av dess atomer till neonatomer. Genom att mäta mängden neon med extrem precision kunde forskarna därför se hur länge stoftet färdats runt på egen hand.
Utöver det mer än sju miljarder år gamla stoftkornet fann forskarna flera andra stoftkorn i Murchison-meteoriten som också ser ut att komma från utbrända stjärnor, men som inte är riktigt lika gamla. De flesta har mellan 4,6 och 4,9 miljarder år på nacken så de måste komma från stjärnor som brann ut innan solsystemet uppstod.
Forskarnas modeller för stjärnors utveckling visar att kiselkarbid, som stoftkornen består av, primärt bildas av stjärnor med en livslängd på strax över två miljarder år. Det betyder att de stjärnor som levererat merparten av stoftkornen bildades för sju miljarder år sedan. Stoftkornen avslöjar på så sätt för astronomerna att det tycks ha varit en boom i stjärnbildningar i vår galax vid den tidpunkten. Astronomer diskuterar nu om nya stjärnor bildas i en konstant takt eller om det går upp och
Optiskt teleskop ser ett ogenomträngligt moln
I Örnnebulosan, cirka 7 000 ljusår från jorden, ligger det enorma moln av gas och stoft som kallas Skapelsens pelare. På bilden, som tagits med Hubble-teleskopets optiska kamera, är molnet ogenomskinligt eftersom stoftet blockerar ljuset från stjärnorna.
Infrarött teleskop ser stjärnorna bakom molnet
Med Hubbles infraröda kamera kan teleskopet se rakt igenom stoftmolnen. Det fångar upp både de fjärran stjärnorna bakom molnet och stjärnbildningen inne i stoft- och gasmolnet där unga stjärnor bildas när delar av molnet kollapsar.
ALMA-teleskopet ser varmt stoft bli planeter
ALMA-teleskopets 66 parabolantenner fångar upp den strålning som det varma stoftet runt unga stjärnor avger. På bilden lyser stoftet runt den nya, solliknande stjärnan TW Hydrae. Där stoftet har samlat sig till planeter kan vi se mörka ringar.
1
2
3