科学家在地球陨石中发现迄今最古老的星尘

五十年前，一颗火球划过澳大利亚维多利亚州的天空，散落成三块碎片，坠毁在地，碎片散布面积超过 13 平方公里（5 平方英里）。现在，科学家发现了陨石内部的星尘，将星际颗粒的年代定格在 50 亿至 70 亿年前。

“这是我参与过的最令人兴奋的研究之一。”说主要作者 Philipp Heck 是菲尔德博物馆芝加哥大学副教授。“这些是迄今为止发现的最古老的固体物质，它们告诉我们银河系中的恒星是如何形成的。”

与恒星相比，我们的生命微不足道——在数百万至数十亿年的宇宙时间框架中，我们只是一粒沙粒。当恒星死亡时，它们的粒子会飘散到太空，最终形成新的恒星、行星、卫星和陨石。星尘被称为太阳前颗粒矿物，地球上只有大约 5% 的陨石中存在这种物质，每粒尘埃的大小只有本页上一个句号的 1/100。

碎片默奇森陨石陨石碎片被送往世界各地的博物馆，其中最大的一块被送到了菲尔德博物馆。为了分离出太阳前颗粒（因起源于我们的恒星之前而得名），陨石碎片被碾碎成粉末并分离出来，最终产品闻起来有“腐烂的花生酱”的味道。然后用酸溶解这些物质，直到只剩下星际颗粒供团队分析。

为了测定太阳前尘粒的年龄，研究小组使用了暴露年龄数据，因为无法直接测定星际尘埃的年代。“我们计算了与宇宙射线相互作用形成的尘粒中产生的原子数量，”赫克告诉 IFLscience。“特别是，我们计算了这些相互作用形成的氦原子和氖原子。我们认为我们知道每单位时间产生多少个原子，因此只需计算每个物种有多少个原子就可以计算出年龄。我把这比作在暴雨中放一个水桶。假设降雨量是恒定的，桶里积聚的水量就可以告诉你它暴露了多长时间。”

大多数尘埃颗粒的年龄在 46 亿至 49 亿年之间，但有些甚至更古老。这使得星际尘埃比它们坠落的星球——地球——的年龄还要古老，后者有 45 亿年的历史。研究结果发表在《美国国家科学院院刊。

“我们还发现年轻颗粒的数量比预期的多得多，”赫克说。“我们认为这是恒星形成的婴儿潮造成的，70 亿年前产生了恒星，而这些恒星在 49 亿年前开始喷出尘埃，‘仅仅’比太阳系的开始早 3 亿年。我们认为‘年轻’颗粒就是这样形成的。”

这些太空物质为长期以来的争论提供了新的证据，即恒星的形成过程是持续不断的、以稳定的速度产生的，还是随着时间的推移而消长变化的。来自默奇森陨石的颗粒支持了恒星的诞生可以间歇性爆发的理论。

“但多亏了这些颗粒，我们现在有了直接证据，证明 70 亿年前我们的星系中曾有过一段恒星形成增强的时期，这些样本来自陨石。这是我们研究的主要发现之一，”赫克说。这些颗粒还会像格兰诺拉麦片一样聚集成团，这个过程“没有人想到在那种规模上是可能的。”

“我很惊讶地发现，这些颗粒以大团簇（大于 200 微米）的形式穿越星际空间，可能由某种有机粘性物质粘在一起，类似于糖粘在一起的格兰诺拉麦片团簇，但明显要小一些！

“观察我们银河系的历史真是太令人兴奋了，”赫克补充道。“星尘是到达地球的最古老的物质，通过它，我们可以了解我们的母星、我们体内碳的来源、我们呼吸的氧气的来源。通过星尘，我们可以将这种物质追溯到太阳出现之前的时代。”