Unge stjerner løser meteorittmysterium

En ung stjerne i den stjernedannende regionen OMC2 FIR4 nær stjernetåken Orion i Melkeveien blåser en intens solvind. (Foto: ESA/ATG medialab)
En ung stjerne i den stjernedannende regionen OMC2 FIR4 nær stjernetåken Orion i Melkeveien blåser en intens solvind. (Foto: ESA/ATG medialab)

Når nye stjerner tennes kan de blåse så kraftige solvinder at de produserer isotoper som ikke dannes andre steder. Det har sannsynligvis også sola gjort i sin barndom.

Beryllium-10 er en radioaktiv isotop av grunnstoffet Beryllium (Be). Det er et av grunnstoffene som ikke har blitt dannet inne i kjernen av massive stjerner, men av kollisjoner mellom høyenergipartikler og tyngre grunnstoffer som oksygen.

Likevel finner forskerne spor av beryllium-10 i meteoritter som har falt ned på jorda. Siden denne isotopen raskt blir til andre grunnstoffer, må den ha blitt dannet like før den ble fanget i meteorittene tidlig i solsystemets historie.

For å kunne skape disse reaksjonene og mengden beryllium-10 som har blitt funnet i meteoritter, må sola ha blåst sterke og høyenergetiske solvinder i sin barndom. Nå viser en ny undersøkelse av unge stjerner i Melkeveien at det kan stemme.

Undersøkte stjernedannende region i Melkeveien

Forskerne brukte ESAs romteleskop Herschel til å undersøke et område av galaksen der nye stjerner dannes, kalt OMC2 FIR4, nær stjernetåken Orion.

- Til vår store overraskelse fant vi at forskjellen i mengden mellom to typer kjemiske forbindelser, en bestående av karbon og oksygen, den andre av nitrogen, er mye mindre her enn i alle andre stjernedannende regioner vi kjenner til, sier Cecilia Ceccarelli ved Institutt for planetologi og astrofysikk i Grenoble i Frankrike.

Hun ledet forskningen sammen med Carsten Dominik ved Universitetet i Amsterdam i Nederland.

Den stjernedannende regionen OMC2 FIR4 nær stjernetåken Orion i Melkeveien og en av de unge stjernene (innfelt) med kraftig solvind. (Foto: ESA/Herschel/Ph. André, D. Polychroni, A. Roy, V. Könyves, N. Schneider/ATG medialab)
Den stjernedannende regionen OMC2 FIR4 nær stjernetåken Orion i Melkeveien og en av de unge stjernene (innfelt) med kraftig solvind. (Foto: ESA/Herschel/Ph. André, D. Polychroni, A. Roy, V. Könyves, N. Schneider/ATG medialab)

I ekstremt kalde omgivelser kan disse forbindelsene fryse fast på støvkorn og slik ikke kunne måles. Men det er ikke sannsynlig at det har skjedd i den relativt høye temperaturen på minus 200 grader Celsius som stjernedannende regioner som OMC2 FIR4 holder.

Den mest sannsynlige grunnen til det like mengdeforholdet mellom de to typene kjemiske forbindelser er at de begge har blitt spaltet av voldsomme vinder med høyenergetisk stråling fra minst en av de nyfødte stjernene som dannes i området.

Solvinden fra unge stjerner spalter forbindelser

Grunnstoffet som det finnes mest av i stjernedannende regioner er hydrogen. Det kan spaltes til hydrogenioner av kosmisk stråling, høyenergipartikler som suser gjennom universet.

Hydrogenionene kan gå sammen med andre grunnstoffer som finnes i stjernedannende regionene, det vil si karbon, oksygen og nitrogen, selv om disse kun er til stede i små mengder.

Et område med interstellart gass og støv i Melkeveien, tatt av romteleskopet Herschel. Her dannes nye stjerner. (Foto: ESA/Herschel/PACS/SPIRE/Hill, Motte, HOBYS Key Programme)
Et område med interstellart gass og støv i Melkeveien, tatt av romteleskopet Herschel. Her dannes nye stjerner. (Foto: ESA/Herschel/PACS/SPIRE/Hill, Motte, HOBYS Key Programme)

Vanligvis vil forbindelser med nitrogen raskt spaltes, noe som fører til at det dannes mer av de karbon- og oksygenholdige forbindelsene enn av de nitrogenholdige forbindelsene i stjernedannende regioner.

Men i OMC2 FIR4 oppdaget forskerne at en annen kilde til høyenergipartikler spalter også de karbon- og oksygenholdige forbindelsene. Derfor er mengden av de tre typene forbindelser relativt lik.

Denne andre kilden til høyenergipartikler i den stjernedannende regionen er de sterke solvindene som nyfødte og unge stjerner danner. Slik må også vår egen sol ha blåst i sin barndom og dannet beryllium-isotopen i meteorittene som har blitt funnet igjen på jorda.

ESAs romteleskop Herschel har undersøkt de tidligste galaksene, samt stjerndannelse og forekomsten av vann i Melkeveien. (Foto: ESA)
ESAs romteleskop Herschel har undersøkt de tidligste galaksene, samt stjerndannelse og forekomsten av vann i Melkeveien. (Foto: ESA)

- Ved å observere stjernedannende regioner med Herschel får vi kunnskap ikke bare om det som skjer langt ute i rommet, men også om dannelsen og utviklingen av vår egen sol og solsystem, sier Göran Pilbratt, ESAs prosjektforsker for romteleskopet Herschel.

Romteleskopet Herschel ble skutt opp i 2009 og undersøkte det kalde universet, blant annet dannelsen og utviklingen av galakser, dannelsen og utviklingen av stjerner, den kjemiske sammensetningen av stjernetåker og interstellart gass og støv, og trans-Neptunske objekter i solsystemet.

Nettmøte med ESAs forskere på Venus Express

Snart skal ESAs romsonde på Venus, Venus Express, dykke ned i atmosfæren på vår glohete naboplanet for å bremse seg selv opp og undersøke atmosfæren lenger nede.

Hva vil Venus Express oppdage nede i det tykke skylaget på Venus?

Du kan møte og stille spørsmål til forskerne på Google+ Hangout, torsdag 10. juli kl 17 norsk tid.

ESAs romsonde Venus Express har undersøkt Venus siden 2009. Men sommeren 2014 er oppdraget snart over og det siste brennstoffet blir brukt til et skikkelig dypdykk ned i den tykke atmosfæren. (Foto: ESA)
ESAs romsonde Venus Express har undersøkt Venus siden 2009. Men sommeren 2014 er oppdraget snart over og det siste brennstoffet blir brukt til et skikkelig dypdykk ned i den tykke atmosfæren. (Foto: ESA)