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一颗濒临死亡的恒星的灰烬告诉我们太阳系的诞生

亚利桑那大学领导的一组研究人员发现了一颗长期消失的星星在死亡之痛中形成的尘埃。

这一发现挑战了当前关于垂死的恒星如何使用原材料为宇宙的形成以及最终生命的前体分子的理论。

隐藏在南极洲收集的一颗球形陨石内,这个微小的斑点代表着真正的星尘,很可能是在我们自己的太阳存在之前被一颗爆炸的恒星投入太空。虽然这些谷物被认为是提供太阳和我们的行星形成的混合物的重要原料,但它们很少能够在太阳系诞生的动荡中幸存下来。

“作为来自恒星的实际尘埃,这种太阳系颗粒让我们深入了解太阳系形成的构件,”该论文的第一作者Pierre Haenecour表示,该文件定于4月29日在Nature Astronomy的网站上发布。“它们还为我们提供了这颗谷物形成时恒星状况的直接快照。”

被称为LAP-149的尘埃颗粒代表了唯一已知的石墨和硅酸盐颗粒组合,可以追溯到一种叫做新星的特定类型的恒星爆炸。值得注意的是,它在通过星际空间的旅程中幸存下来并前往可能在45亿年前(也许更早)成为我们太阳系的地区,在那里它嵌入了一个原始的陨石。

Novae是双星系统,其中一颗恒星的核心残余物,称为白矮星,正在逐渐退出宇宙,而其伴星则是低质量的主序星或红巨星。然后,白矮星开始从臃肿的伴侣身上哄消物质。一旦它吸收了足够的新恒星材料,白矮星就会在周期性的爆发中重新点燃,足以从恒星燃料中形成新的化学元素并将它们深深地喷射到太空中,在那里它们可以进入新的恒星系统并融入其原材料中。

大爆炸后不久,当宇宙只由氢,氦和锂的痕量组成时,恒星爆炸促成了宇宙的化学富集,导致我们今天看到的过多元素。

利用UA月球和行星实验室的复杂离子和电子显微镜设施,由Haenecour领导的研究小组将微生物大小的尘埃颗粒分析到原子水平。来自外太空的微小信使被证明是真正的外星人 - 高度富含碳同位素13C。

“我们从太阳系中的任何行星或身体采集过的任何样品中的碳同位素组成通常大约为50,”Haenecour说道,他将加入月球和行星实验室担任助理教授。秋天。“我们在LAP-149中发现的13C富集了超过50,000倍。这些结果进一步提供了实验室证据,证明来自新星的富含碳和氧的颗粒对我们太阳系的构建块有贡献。”

作者写道,虽然它们的母星不再存在,但陨石中识别的单个星团颗粒的同位素和化学成分以及微观结构对恒星流出物中的尘埃形成和热力学条件提供了独特的限制。

详细的分析揭示了更多意想不到的秘密:与被认为是在垂死恒星中锻造的类似尘埃颗粒不同,LAP-149是第一个已知的由含有富氧硅酸盐夹杂物的石墨组成的颗粒。

“我们的发现为我们提供了一个我们在地球上永远无法见证的过程的一瞥,”Haenecour补充说。“它告诉我们尘埃粒子是如何形成的,并且当它们被新星驱逐时会在里面移动。我们现在知道碳质和硅酸盐尘埃粒子可以在同一个新星喷射物中形成,并且它们被运输到化学上不同的尘埃块中。喷射物,一种由新星模型预测但未在样本中发现的东西。“

不幸的是,LAP-149没有足够的原子来确定它的确切年龄,所以研究人员希望将来找到类似的,更大的标本。

“如果我们能够在某一天与这些物体约会,我们可以更好地了解我们的星系在我们地区的样子以及触发太阳系形成的原因,”UA Kuiper材料成像和表征设施的科学主任Tom Zega说。和月球与行星实验室副教授和UA材料科学与工程系。“也许我们的存在归功于附近的超新星爆炸,用冲击波压缩气体和尘埃云,点燃恒星并创建恒星托儿所,类似于我们在哈勃着名的”创造支柱“图片中所看到的。

含有星尘斑的陨石是月球和行星实验室收藏中最原始的陨石之一。它被归类为碳质球粒陨石,它被认为类似于Bennu上的材料,Bennu是UA领导的OSIRIS-REx任务的目标小行星。通过采集Bennu的样本并将其带回地球,OSIRIS-REx任务团队希望为科学家提供自太阳系形成以来几乎没有任何改变的材料。

在此之前,研究人员依赖于罕见的发现,如LAP-149,它们在爆炸的恒星爆炸后幸存下来,陷入坍塌的气体和尘埃云中,成为我们的太阳系并在坠落到地球之前被烧成小行星。

“当你想到应该杀死这种谷物的所有方式时,这是非常了不起的,”泽加说。

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