4,5 milliárd évnél idősebb csillagközi anyagot találtak egy meteoritban a kutatók. Az MTA Wigner Fizikai kutatóközpont munkatársa, Gucsik Arnold is részt vett a meteorit vizsgálatában: a mikro-raman spektroszkópiás vizsgálatokat még Dél-Afrikában végezte, azonban a kiértékelési munkát, és az adatok kozmokémiai interpretációját már itthon, az MTA Wigner Fizikai Kutatóintézetben fejezte be.
A Csillagközi por felfedezése világraszóló eredmény, amelyről a Daily Mail, a Science Daily, The Sun, a Newsweek is beszámolt, és fotókat is közöltek a „Hypatia stone”-ról, arról a meteoritról, amiben megtalálták a csillagközi anyagot.
Hypatia stone
A Hypatia meteoritot még az 1996-ban találták Afrikában, a Líbiai-sivatagban, azonban csak most tudták elvégezni rajta azokat a vizsgálatokat, amelyek a csillagközi származását bizonyítják. Kiderült, ez az első alkalom, hogy az ember csillagközi anyagot foghat a kezében. A vizsgálatokról a Geochemica et Cosmochimica Acta írt részletesen.
A Hypatia stone megtalálási helye
A 2017-es ’Oumuamua kisbolygó után, amit csak a távolból tudtunk megfigyelni, ez volt a 2018-as év egyik nagy felfedezése, hogy kezünkbe is vehettük a csillagközi anyagot.
Miért nem találtak eddig csillagközi anyagot a Naprendszerünkben? Mi a bizonyíték a meteorit csillagközi eredetére?
Az eddigi elméletek szerint a Naprendszer keletkezésekor az akkor jelen lévő por nagy része felhasználódott a bolygók, kisbolygók, és óriásbolygók keletkezése során. A kutatók eddig ezért azt feltételezték, hogy nem sok csillagközi por maradhatott a Naprendszerünkben. Úgy gondolták, az intersztelláris, azaz a más csillagrendszerekből érkező csillagközi por anyagainak a jelenléte rendkívül csekély a Napunk körül, így a Földön is.
Bár a Stardust misszió kutatói azt feltételezték, hogy csillagközi port találtak a Wild2 üstökös csóvájában, amit egy 2014-es tanulmányban le is közöltek, a nagy áttörés még váratott magára.
2017. októberében a csillagászok és az űrkutatók felfedezték a 1I/2017 U1 (‘Oumuamua) kisbolygót, amelynek rendkívüli helyzetű pályája kizárta a Naprendszeren belüli származását.
Ez volt az első, nem Naprendszerből származó objektum, amit a kutatók találtak, azaz, amiről tudtak. Ekkor ugyanis már javában folytak annak a meteoritnak a vizsgálatai, amelyet 1996-ban találtak Afrikában, a Líbiai-sivatagban, Barakatban, ugyanott, ahol a líbai sivatagi üveget is fel lehet lelni.
Libiai sivatagi üveg
Érdekesség, hogy a Tutanhamon nyakláncában lévő skarabeusz is ebből a sivatagi üvegből készült.
Tutanhamon nyaklánca
Az ugyanezen helyről származó meteoritot, a „Hypatia stone”-t a technika fejlődésének köszönhetően a kutatók most, az utóbbi években olyan módszerekkel is meg tudták vizsgálni, amelyekkel eddig nem: Raman-spektroszkópiával. A mikro-raman spektroszkópia, amelyet Gucsik Arnold kollégánk végzett, pedig kimutatta, hogy a meteoritban található szénmódosulatok (mikrogyémántok) sokk metamorfózis hatására jöttek létre.
Mikro-gyémántok: 150-200 mikrométeres nagyságú, szemcsés szerkezetű magas nyomáson (10-40 Gigapascalt is GPa) kialakult gyémánt szemcsék.
A sokk metamorfózis pedig elárulta a meteorit származását: ekkora mértékű sokk-metamórfózis magában a meteoritban a Földbe való becsapódásakor nem játszódik le, legfeljebb a körülötte lévő földi kőzetekben, máshol viszont lejátszódhat sokk-metamórfózis: szupernova robbanásoknál vagy két kozmikus test ütközésekor fellépő extrém nagy nyomás és hőmérséklet hatására.
Ekkor azok a gőzök és gázok, illetve szén alapú anyagok (nagy valószínűséggel grafén) amelyeket a szupernova robbanás hullámai érintenek, a magas hő és nyomás hatására átalakulnak, a grafit például mikrogyémánttá.
A nyomáshullám pedig nemcsak átalakítja a szén módosulatokat, de magával is sodorja őket, elindítva a világegyetem más zugaiba, például a Föld felé.
Így kerülhetett az a protoplanetáris anyag, amely 4,5 milliárd évnél régebben keletkezett, és amelyhez hasonlók felhasználódtak a bolygók és holdak keletkezésekor a Naprendszerben, 4-5 ezer évvel ezelőtt a Föld felszínére, az Afrikai sivatagba.
De honnan tudjuk, hogy több mint 4,5 milliárd éves a meteorit, ami földet ért Afrikában?
Gucsik Arnolddal párhuzamosan más kutatók a mikrogyémántokat körülölelő, a meteorit többi anyagát kitevő szemcséket, az úgynevezett mátrixot vizsgálták, amelynek a keletkezési korát próbálták meghatározni. A vizsgálataik kimutatták: a szemcsék minimum 4,4-4,5 milliárd évesek. Az is lehet, hogy idősebbek, azonban a kutatók nem ismernek még olyan módszert, amely alkalmas lenne ennél idősebb anyagok kimutatására,.
BSE képek a Hypatia kő metszeteiről
Gucsik Arnold a mikro-raman spektroszkópiás vizsgálatokat Dél-Afrikában végezte, azonban a kiértékelési munkát, és az adatok kozmokémiai interpretációját már itthon, az MTA Wigner Fizikai Kutatóintézetben fejezte be.
„Ez a protoplanetáris anyag, amit találtak ebben a meteoritban nem csak azért fontos, mert az első csillagközi anyag, amit az ember a kezébe foghatott, de mesélhet arról is, hogy milyen folyamatok játszódtak le a Naprendszerben, annak keletkezésekor. Megmutathatja, hogyan játszódott le a kristálynövekedés a Naprendszerünk első évmillióiban, a bolygók keletkezésekor. „-mondta a kutató.
A Föld és más bolygók szerkezetét a Naprendszer ilyen forgácsain keresztül, tehát a meteoritok segítségével tudjuk tanulmányozni, ezért fontos, hogy ezeket a meteoritokat kellőképpen és kellő részletességgel vizsgálják meg a tudósok.
Most egy olyan kulcsot kaptak a kezükbe, amely sok ajtót nyithat ki előttük, nem beszélve arról, hogy felvillantja a reményét, hogy további csillagközi anyagokat is találhatnak még a felszínen.
A tudományos cikk elérhetősége: https://ac.els-cdn.com/S0016703717307962/1-s2.0-S0016703717307962-main…
1-s2.0-S0016703717307962-main%281%29.pdf
Szerző: Werovszky Veronika
