Η βίαιη ιστορία του νεαρού ήλιου λύνει ένα μυστήριο των μετεωριτών

Παρά την ήσυχη εμφάνισή τους στο νυχτερινό ουρανό, τα αστέρια είναι καυτοί φούρνοι που έρχονται στη ζωή μέσα από ταραχώδης διαδικασίες - και ο 4,5 δισ. ετών Ήλιος μας δεν αποτελεί εξαίρεση. Για να έχουμε μια εικόνα από τις σκληρές πρώτες ημέρες του, οι αστρονόμοι συλλέγουν στοιχεία, όχι μόνο στο ηλιακό μας σύστημα, αλλά και μελετώντας τα νέα αστέρια αλλού στο Γαλαξία μας.

Χρησιμοποιώντας το Herschel για την έρευνα της χημικής σύνθεσης των περιοχών όπου γεννιούνται σήμερα τα αστέρια, μια ομάδα αστρονόμων έχει παρατηρήσει ότι ένα αντικείμενο ειδικότερα, είναι διαφορετικό. 

Η ασυνήθιστη πηγή είναι ένα παραγωγικό αστρικό βρεφοκομείο που ονομάζεται OMC2 FIR4, μια συστάδα από νέα αστέρια ενσωματωμένα σε ένα νέφος με αέριο και σκόνη, κοντά στο διάσημο νεφέλωμα του Ωρίωνα.

"Προς μεγάλη μας έκπληξη, διαπιστώσαμε ότι η αναλογία των δύο χημικών ειδών, εκείνου που βασίζεται στον άνθρακα και το οξυγόνο και το άλλο με βάση το άζωτο, είναι πολύ μικρότερη σε αυτό το αντικείμενο από ότι σε οποιονδήποτε άλλο πρωταστέρα γνωρίζουμε," λέει η Δρ Cecilia Ceccarelli, του Ινστιτούτου Πλανητολογίας και Αστροφυσικής της Γκρενόμπλ, Γαλλία, η οποία ηγείται της μελέτης με τον Δρ Carsten Dominik του Πανεπιστημίου του Άμστερνταμ, στην Ολλανδία. 

Σε ένα εξαιρετικά κρύο περιβάλλον, η μετρούμενη αναλογία θα μπορούσε να προκύψει από μία από τις δύο ενώσεις που ψύχονται επάνω στους κόκκους σκόνης και γίνονται μη ανιχνεύσιμες. Ωστόσο, στη σχετικά «υψηλή» θερμοκρασία περίπου -200 ° C και σε περιοχές σχηματισμού άστρων όπως η OMC2 FIR4, αυτό δεν θα έπρεπε να προκύπτει.

"Η πιο πιθανή αιτία σε αυτό το περιβάλλον είναι ένας βίαιος άνεμος με πολύ ενεργητικά σωματίδια, που απελευθερώνονται από τουλάχιστον ένα από τα εμβρυϊκά αστέρια που διαμορφώνονται σε αυτό το πρωτο-αστρικό κουκούλι," προσθέτει η Δρ Ceccarelli.

Το μόριο που βρίσκεται σε αφθονία στα νέφη σχηματισμού αστεριών, το υδρογόνο, μπορεί να διασπαστεί, εκτός από τις κοσμικές ακτίνες, από τα ενεργητικά σωματίδια που διαπερνούν ολόκληρο το γαλαξία. Τα ιόντα υδρογόνου, στη συνέχεια, συνδυάζονται με άλλα στοιχεία που υπάρχουν - αν και μόνο σε ποσότητες ίχνους - σε αυτά τα νέφη: τον άνθρακα και το οξυγόνο, ή το άζωτο.

Κανονικά, η ένωση αζώτου καταστρέφεται επίσης γρήγορα, δίδοντας περισσότερο υδρογόνο για την ένωση του άνθρακα με το οξυγόνο. Ως αποτέλεσμα, η τελευταία να είναι πολύ πιο άφθονη σε όλες τα γνωστά αστρικά βρεφοκομεία.

Παραδόξως όμως αυτό δεν ήταν η περίπτωση για το OMC2 FIR4, γεγονός που υποδηλώνει ότι ένας πρόσθετος άνεμος ενεργητικών σωματιδίων καταστρέφει τα δύο χημικά είδη, κρατώντας την αφθονία σε περίπου παρόμοια επίπεδα.

Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι ένας παρόμοιος βίαιος άνεμος σωματιδίων φύσηξε επίσης και μέσα στο νεαρό Ηλιακό Σύστημα, και αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε  επιτέλους να υποδείξει μια εξήγηση για την προέλευση ενός συγκεκριμένου χημικού στοιχείου που έχει παρατηρηθεί σε μετεωρίτες.

_{Συνεχίστε το διάβασμα παρακάτω}

Οι μετεωρίτες είναι τα ερείπια των διαπλανητικών συντριμμιών που επέζησαν από το ταξίδι μέσα από την ατμόσφαιρα του πλανήτη μας. Αυτοί οι κοσμικοί αγγελιοφόροι αποτελεούν ένα από τα λίγα εργαλεία που έχουμε για να εξετάσουμε άμεσα τα στοιχεία του Ηλιακού μας Συστήματος.

"Ορισμένα στοιχεία που ανιχνεύθηκαν σε μετεωρίτες αποκαλύπτουν ότι, εδώ και πολύ καιρ, αυτοί οι βράχοι περιείχαν μια μορφή βηρυλλίου: αυτό είναι αρκετά αινιγματικό, καθώς δεν μπορεί να γίνει κατανοητό πως βρέθηκε εκεί", εξηγεί ο Δρ Dominik.

Και μόνο ο σχηματισμός αυτού του ισοτόπου - βηρύλλιο-10 - στο Σύμπαν είναι ένας περίπλοκος γρίφος. Οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι δεν παράγεται στο εσωτερικό των άστρων, όπως και μερικά άλλα στοιχεία, ούτε στην έκρηξη σουπερνόβα που συμβαίνει στο τέλος της ζωής ενός τεράστιου αστεριού. 

Η πλειοψηφία του βηρυλλίου-10 διαμορφώθηκε στις συγκρούσεις των πολύ ενεργητικών σωματίδια με βαρύτερα στοιχεία, όπως το οξυγόνο. Αλλά επειδή αυτό το ισότοπο διασπάται πολύ γρήγορα σε άλλα στοιχεία, θα πρέπει να έχει παραχθεί λίγο πριν ενσωματωθεί στα βράχια που θα εμφανιστούν αργότερα στη Γη ως μετεωρίτες.

Προκειμένου να προκαλέσει αυτές τις αντιδράσεις και να παράγει μια ποσότητα βηρυλλίου αντίστοιχη εκείνης που έχει καταγραφεί να βρίσκεται στους μετεωρίτες, ο δικός μας Ήλιος θα πρέπει να έχει φυσήξει έναν βίαιο άνεμο στα νιάτα του.

Αυτές οι νέες παρατηρήσεις του OMC2 FIR4 δίνουν μια πολύ ισχυρή ένδειξη ότι είναι δυνατόν για ένα νέο αστέρι να το κάνει αυτό.

"Παρατηρώντας τις περιοχές σχηματισμού άστρων με το Herschel δεν μας παρέχει μόνο μια εικόνα του τι συμβαίνει πέρα από την κοσμική γειτονιά μας, αλλά είναι επίσης ένας σημαντικός τρόπος να συμπληρωθεί το παζλ του παρελθόντος του δικού μας Ήλιου και του Ηλιακού Συστήματος", λέει ο Göran Pilbratt, επιστήμονας του έργου Herschel της ESA.

Περισσότερες πληροφορίες

“Herschel finds evidence for stellar wind particles in a protostellar envelope: is this what happened to the young Sun?” από τους C. Ceccarelli et al., δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό The Astrophysical Journal Letters, Ιούλιος 2014.

Η μελέτη βασίζεται σε παρατηρήσεις που πραγματοποιήθηκαν με το όργανο Heterodyne Instrument for the Far-Infrared (HIFI) του Herschel, ως μέρος του προγράμματος Herschel Guaranteed Time Key Programme Chemical HErschel Surveys of Star forming regions (CHESS).

Για περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να επικοινωνήσετε με:

Markus Bauer
ESA Science and Robotic Exploration Communication Officer
Tel: +31 71 565 6799
Mob: +31 61 594 3 954
Email: markus.bauer@esa.int

Cecilia Ceccarelli
Institute de Planétologie et  d’Astrophysique de Grenoble
Grenoble, France
Tel: +33 476 514 201
Email: Cecilia.Ceccarelli@obs.ujf-grenoble.fr

Carsten Dominik
Astronomical Institute “Anton Pannekoek”, University of Amsterdam
Amsterdam, The Netherlands
Tel: +31 6 43 710 210
Email: dominik@uva.nl

Göran Pilbratt
Herschel Project Scientist
Tel: +31 71 565 3621
Email: gpilbratt@cosmos.esa.int