„Žvaigždžių visatoje yra daugiau nei smėlio smiltelių visose pasaulio dykumose ir paplūdimiuose.“ Tai – legendinė Karlo Sagano (Carl Sagan) frazė iš žymaus dokumentinio serialo „Kosmosas“ („Cosmos“). Bet kai dvi tokios smiltelės būna sudarytos iš silicio ir deguonies (jos vadinamos kvarcu) ir kai tokios dalelės randamos priešistoriniuose Antarktidoje rastuose meteorituose, jos gali būti iš kažkurios žvaigždės… Gal net iš tos, kurios sprogimas suteikė impulsą formuotis Saulės sistemai.
Vašingtono universiteto Sent Luise (JAV) tyrėjai kartu su kolegomis iš Makdonelo kosminių mokslų centro paskelbė dviejuose pirmykščiuose skirtingos kilmės meteorituose radę dvi mikroskopines kvarco daleles. Toks atradimas yra stebinantis, nes kvarcas – vienas iš pagrindinių žemiško smėlio sudedamųjų dalių – nėra tas mineralas, kuris susiformavo ankstyvuoju Saulės sistemos periodu iš proplanetinio disko medžiagos.
Panašu, kad šios dvi kvarco dalelės buvo sukurtos per vienos ir tos pačios supernovos sprogimą, kuris visatos tyruose paskleidė būsimos Saulės sistemos sėklas.
„Tai kažkuo primena tyrinėjimą paslapčių šeimos, kuri jūsų name gyveno kokiais 1880-aisiais, o tyrinėjamos anų laikų dulkės, likusios grindų kertelių užkaboriuose, – lygina tyrimo autoriai.
Iki XX a. septintojo dešimtmečio daugelis mokslininkų buvo įsitikinę, kad Saulės sistemos kūdikystė buvo tokia karšta, kad visa iki jos susiformavimo egzistavusi medžiaga negalėjo išlikti. Tačiau 1987 m. Čikagos universiteto mokslininkai pirmykščiame meteorite atrado miniatiūrinių deimantų, kurie nepražuvo kaitroje ir nebuvo perdaryti į kitą medžiagą. Nuo tada tyrėjams meteorituose yra pavykę rasti daugiau nei dešimties kitų mineralų grūdelių.
Mokslui žinoma, kad tie grūdeliai gimę senovinėse žvaigždėse, nes išsiskiria labai neįprastomis izotopinėmis charakteristikomis – skirtingos žvaigždės izotopus gamina skirtingais kiekiais. Tačiau medžiaga, iš kurios susiformavo mūsų Saulės sistema, susidarė ir homogenizavosi iki planetų susiformavimo. Tad visos planetos ir pati Saulė pasižymi gana panašia izotopine kompozicija.
Meteoritai, daugelis kurių yra asteroidų fragmentai, taipogi pasižymi analogiška izotopine kompozicija. Tačiau juose randama įkalintų dalelių, kurios yra gryniausi jau mirusių žvaigždžių fragmentai, o izotopinė tokių iki Saulės sistemos atsiradusių dalelių kompozicija gali suteikti informacijos apie nebeegzistuojančių žvaigždžių branduolio struktūrą ir jose vykusius konvekcijos procesus.
Kai kurie žvaigždžių evoliucijos modeliai numato, kad kvarcas gali kondensuotis vėsesniuose žvaigždžių atmosferos sluoksniuose, tačiau kitose postuluojama galimybė, jog silicis turėtų būti visiškai sunaikintas formuojantis magnio ar anglies turtingiems silikatams, todėl kvarcui jo paprasčiausiai neturėtų likti.
„Nežinome, kuris modelis teisingas, o kuris ne, nes juose labai daug parametrų, – aiškina Pjeras Hanekuras (Pierre Haenecour) iš Vašingtono universiteto Žemės ir planetų mokslų fakulteto. Jo tyrimo rezultatai pristatyti žurnalo „Astrophysical Journal Letters“ numeryje, kuris bus išleistas šių metų gegužės 1 d.
Vadovaujamas fizikos profesorės Kristinos Flos (Christine Floss), kuri 2009 m. meteorite rado keletą pirmųjų kvarco dalelių, P. Hanekuras tyrinėjo Antarktidoje rasto pirmykščio meteorito fragmentus ir tarp 138 iki Saulės sistemos susiformavimo gimusių dalelių rado vieną kvarco smiltelę. Jo rastoje smiltelėje buvo gausu deguonies-18 izotopo, o tai leidžia manyti, kad ši dalelė gimė kolapsavus supernovos branduoliui.
Kitą tokią pat kvarco dalelę su deguonimi-18, tačiau jau kitame meteorite rado kitas baigiamojo kurso studentas Xuchao Zhao. Tada P. Hanekuras su kolegomis nusprendė išsiaiškinti, kaip tokios kvarco dalelės galėjo susiformuoti mirštančios žvaigždės sluoksniuose. Paaiškėjo, kad deguonimi-18 šios dalelės galėjo būti praturtintos maišantis nedideliems kiekiams medžiagos iš žvaigždės vidinių sluoksnių, kuriuose gausu deguonies ir deguonies-18 izotopo, su dideliais išorinių supernovos sluoksnių medžiagos kiekiais.
Anot P. Hanekuro, iš esmės maišymosi procesai, kurių metu susiformavo tos dvi kvarco smiltelės, buvo tokie panašūs, kad, ko gero, vyko vienoje ir toje pačioje supernovoje – labai galimas daiktas, kad toje pačioje, kurios sprogimas suteikė impulsą molekuliniam debesiui kondensuotis ir formuotis į Saulės sistemą.
Nuostabu, kiek fantastiškos informacijos galima išgauti vis iš poros mikroskopinių kvarco smiltelių.
