دانشمندان در داخل سنگ فضایی مرموزی به نام شهاب‌سنگ آلنده (Allende) که در سال 1969 به صحرای مکزیک برخورد کرده بود، موادی بین‌ستاره‌ای یافته‌اند که سن آن‌ها به قبل از شکل‌گیری منظومه شمسی برمی‌گردد و ساختار آن‌ها به‌گونه‌ای است که با دانسته‌های قبلی ما درباره این نوع مواد کاملا متفاوت است.

یافتن چنین مواد بسیار قدیمی‌ که حاوی گردوغبار ستاره‌ای که دانشمندان به آن‌ها، ذرات پیشاخورشیدی (presolar grains) می‌گویند، واقعا بسیار نادر است.

چند هفته پیش، تیمی از دانشمندان اعلام کردند که ذرات پیشاخورشیدی کشف‌شده در داخل یک شهاب‌سنگ دیگری که در سال 1969 در استرالیا به زمین برخورد کرده، حاوی قدیمی‌ترین ماده شناخته‌شده بر روی سیاره زمین است که سن آن به ۵ تا ۷ میلیارد سال قبل بازمی‌گردد.

سن منظومه شمسی ما چیزی در حدود ۴.۶ میلیارد سال است، بنابراین باید بگوییم که این سنگ‌ها دارای موادی هستند که قدمت آن‌ها به زمان‌های اولیه شکل‌گیری کیهان برمی‌گردد.

حالا در مطالعه جدیدی که توسط دانشمندان دانشگاه واشنگتن انجام گردیده، نوعی ذرات پیشاخورشیدی در داخل شهاب‌سنگ آلنده پیدا شده که با آنچه که ما تابه‌حال درباره مواد بین‌ستاره‌ای می‌دانستیم در تناقض است.

این ذرات کشف‌شده، از جنس ماده کاربید سیلیسیوم (SiC) هستند که در داخل نوعی ناخالصی به نام کوریوم ماری (بعد از کشف عنصر کوریوم توسط ماری کوری) قرار گرفته‌اند.

Olga Pravdivtseva، فیزیکدان و پژوهشگر کیهان‌شیمی می‌گوید: موضوع جالب این است که ذرات پیشاخورشیدی یافته‌شده در داخل شهاب‌سنگ آلنده، با دانسته‌های ما درباره نحوه شکل‌گیری منظومه شمسی همخوانی ندارند، چراکه این ذرات نمی‌توانند در محیطی که حاوی ناخالصی‌های کوریوم ماری است دوام بیاورند.

ناخالصی کوریوم ماری، قبلا به‌عنوان یک ماده شیمیایی با ارزش در داخل شهاب‌سنگ‌ها شناخته شده است که یک ترکیب معدنی غنی از کلسیم و آلومینیوم (CAI) بوده و قدیمی‌ترین ماده جامد شکل‌گرفته در منظومه شمسی ماست. اما در مورد شهاب‌سنگ آلنده آنچه که باعث شگفتی دانشمندان شده این است که ذرات پیشاخورشیدی نمی‌توانند در داخل این ناخالصی وجود داشته باشند.

دانشمندان فکر می‌کنند که CAIها، در شرایط بسیار داغ سحابی خورشید که توده متراکمی از گاز و گردوغبار بوده شکل گرفته‌اند. آن‌ها در مقاله خود نوشته‌اند: تقریبا پذیرفته شده است که CAIها در داخل سحابی خورشید و در درجه حرارت‌های بالای ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گراد تشکیل شده‌اند؛ یعنی در جایی که ذرات پیشاخورشیدی هرگز نمی‌توانند دوام بیاورند. CAIها سپس به سایر مناطق سحابی که در آنجا به‌هم‌پیوستگی سیاره‌ها اتفاق افتاده منتقل شده‌اند.

تیم تحقیق در آزمایش‌های خود با حرارت دادن نمونه کوچکی از کوریوم ماری، متوجه اثرات گازی شدند که وجود ذرات پیشاخورشیدی در داخل CAIها را تایید می‌کرد؛ یعنی کشف ترکیب غیرمنتظره‌ای از مواد شیمیایی که ما را مجبور می‌کند تا دانسته‌های خود را درباره سحابی خورشید در چندین میلیارد سال گذشته مورد بازنگری قرار دهیم. Pravdivtseva می‌گوید: این کشف، به‌لحاظ تجربی، واقعا فوق‌العاده است.

دانشمندان نمی‌دانند که ماده کاربید سیلیسیوم چگونه از فضای میان‌ستاره‌ای به داخل این مواد جامد بسیار قدیمی انتقال یافته است. گرچه CAIها به‌عنوان قدیمی‌ترین مواد منظومه شمسی، به‌طور گسترده مورد مطالعه محققان قرار گرفته‌اند، اما همچنان سوالاتی درباره طبیعت و منشا آن‌ها، نحوه توزیع‌شان در بین شهاب‌سنگ‌های اولیه و رابطه‌شان با سایر عناصر شهاب‌سنگی وجود دارند که هنوز جوابی برای آن‌ها پیدا نشده‌ است.

یافته‌های مطالعه حاضر در مجله Nature Astronomy چاپ شده‌اند.

نوشته کشف یک ماده بین‌ستاره‌ای عجیب که قدیمی‌تر از منظومه شمسی است! اولین بار در اخبار تکنولوژی و فناوری پدیدار شد.

کره زمین در طول حیات خود، بارها مورد اصابت شهاب‌سنگ‌ها و ستاره‌های دنباله‌دار قرار گرفته است. این میزان اصابت بسیار بیش‌تر از برخوردهای سطح ماه بوده است. امروزه و به لطف تغییرات پوسته زمین، زخم‌های کمی باقی مانده‌اند تا این داستان را بازگو کنند.

نه‌تنها احتمال دارد که چشم‌انداز بادوام و تاریخی استرالیا بزرگ‌ترین این برخوردها را در خود جای داده باشد، بلکه حال دانشمندان فکر می‌کنند که این منطقه، قدیمی‌ترین اصابت را نیز در آغوش خود گرفته است.

هارون کاووسی از دانشگاه کورتین استرالیا به خبرگزاری ScienceAlert گفت: “هنگامی‌که زمان را به 2.229 میلیارد سال پیش بازگردانیم، آنگاه به‌شدت تحت تأثیر قرار خواهیم گرفت. ما تقریبا 20 سال است که از این دهانه آگاه هستیم، اما هیچ‌کس نمی‌دانست که این محل برخورد در واقع قدیمی‌ترین در نوع خود است.”

دهانه یارابوبا (Yarrabubba) یک چاله بزرگ در قسمتی دورافتاده در غرب استرالیا بوده، و تقریبا 70 کیلومتر عرض دارد. همیشه تصور می‌شد که این محل برخورد باستانی باشد، اما تاریخ‌گذاری‌های زمین‌شناسی مدرن نشان می‌دهند که این مورد خاص بیش از 200 میلیون سال از کهن‌ترین دهانه بعد از خود قدیمی‌تر است. اگر قدمت انسان‌ها بر روی کره زمین، مشابه نسبت نوک ناخن‌ انگشتان شما به دستانتان باشد، آنگاه این رویداد در مرکز سینه شما جای خواهد گرفت؛ یعنی تقریبا در نیمه عمر کره زمین.

ما به این دلیل از این موضوع آگاه هستیم، چون هنگامی‌که این شهاب‌سنگ به زمین برخورد کرده، باعث ایجاد موجی پرفشار در منطقه شده است. این رویداد فقط در عرض یک دقیقه، اتم‌ها را تکان‌ داده و باعث آسیب رساندن به مواد معدنی شده است.

کاووسی به ScienceAlert گفت “هنگامی‌که این موج شوک از میان صخره‌ها عبور کرده، باعث شده تا آن‌ها مانند فنر فشرده شوند. این سنگ‌ها وقتی که رها شده‌اند، دمای آن‌ها به سرعت بالا رفته است. به طوری‌ که از یک آتشفشان داغ‌تر شده‌اند. این رویداد باعث بخار برخی از سنگ‌ها شده، درحالی‌که مابقی نیز در دماهای اغلب بیش از 2000 درجه سانتی‌گراد، ذوب شده‌اند.

طی یک فرآِیند آشنا، اورانیوم به‌صورت پیوسته به سرب تبدیل شده است. اما هنگامی‌که این کریستال‌ها در معرض شوک قرار گرفته و سپس دمای آن‌ها افزایش پیدا کرده، آنگاه به‌صورت ناگهانی از سرب تهی شده و ساعت ایزوتوپی آن‌ها مجددا تنظیم شده است.

اگر بخواهیم در همین خط زمانی میلیاردها سال به عقب برگردیم، آنگاه با یک عمل به‌شدت سخت روبه‌رو هستیم، زیرا این عمل در اصل نیازمند این است که ردپاهای ایزوتوپیک کوچک را گردآوری کنیم. این ایزوتوپ‌ها در ساختار کریستالی یک ذره که باریک‌تر از یک تار مو است، قرار دارند.

خوشبختانه، یارابوبا آنچه را که محققان به دنبال آن هستند، در خود جای داده است. Chris Kirkland دانشمند زمین و سیاره‌ از دانشگاه کورتین اظهار می‌دارد: “این دهانه درست در پایان آنچه که معمولا اولین زمین گلوله برفی (Snowball Earth) نامیده می‌شود، به وجود آمده است. این دوره به زمانی اطلاق می‌شود که اتمسفر و اقیانوس‌ها در حال تحول بوده و نیز سنگ‌ها در اقیلم‌های بسیاری پخش شده‌اند. این دوره در واقع بیانگر شرایطی یخبندان بوده است.”

این بدین معنا است که هنگامی‌که شهاب‌سنگ موردنظر در حدود 2 میلیارد سال پیش به زمین اصابت کرده، به خوبی با سطح یخی قاره‌ها برخورد کرده است. طی این رویداد ممکن است که مقدار زیادی از سنگ‌ها جابه‌جا شده و همانند فوران یک آتشفشان، خاکستر زیادی نیز ایجاد شده باشد.

با اجرای مدل‌های کامپیوتری، این پژوهشگران محاسبه کرده‌اند که این برخورد بین 87 تریلیون تا 5000 تریلیون کیلوگرم بخارآب را به جو وارد کرده باشد. ازآنجایی‌که آب اثر گلخانه‌ای کافی دارد، این قضیه باعث شده تا آب‌و‌هوا تعدیل شده و کره زمین گرم‌تر شود. 

این فقط سناریوی احتمالی (بالقوه) است. شرایط اقلیمی دقیق آن زمان هنوز مورد شک و تردید است. حتی اکنون هم این محققان می‌گویند که با در نظر گرفتن اینکه کسری از اکسیژن حال حاضر در اتمسفر آن زمان موجود بوده و همچنین در نتیجه برخورد یارابوبا، این احتمال وجود دارد که اثرات اقلیمی اجباری ناشی از ورود فوری بخار H2O به اتمسفر، در سطح جهانی چشمگیر بوده باشند.

چنین برخوردهایی پنجره‌هایی ارزشمند رو به گذشته کره زمین هستند. تنها حدود 190 مورد از این ساختارها در جهان وجود دارند. سخت است که برخی از این گودال‌‌ها را از تغییرشکل‌های تکتونیکی تمایز داد.

اندرو گلیکسون (Andrew Glikson)؛ دانشمندی که اقلیم‌های پیشین زمین را بررسی می‌کند، به شبکه ABC استرالیا گفت: درحالی‌که وی عملکرد تاریخ‌گذاری این تیم را در نظر گرفته، اما به نظر او قدیمی‌ترین ساختار اصابتی با 800 میلیون سال قدمت بیشتر، در گرینلند قرار دارد. هرچند شک و شبه‌های زیادی پیرامون اینکه آیا این گودال توسط یک شهاب‌سنگ ساخته شده یا خیر، وجود دارند.

بدون در نظر گرفتن این تردیدها، تحقیقات صورت‌گرفته بر گودال یارابوبا نشان می‌دهند که رویداد‌های اصابتی بسیار قدیمی ممکن است که در مقیاسی وسیع، تاریخ اقلیمی ما را تحت تأثیر قرار داده باشند.

کاووسی به ScienceAlert گفت: “چنین اکتشافاتی برگه‌های تاریخ را از نو می‌نویسند و همچنین درباره دگرگونی‌های ابتدایی زمین، اطلاعاتی را به ما ارایه می‌دهند. چنین حسی همیشه تازه می‌ماند.”

این پژوهش در Nature Communications منتشر شده است.

نوشته تایید شد: یک شهاب‌ سنگ غول پیکر در حدود 2.2 میلیارد سال پیش به زمین برخورد کرده است! اولین بار در اخبار تکنولوژی و فناوری پدیدار شد.

قدیمی‌ترین ماده جامد موجود بر روی کره زمین کشف شد. این ماده دست‌کم چند میلیارد سال قدمت دارد و احتمالا قبل از تشکیل خورشید به ‌وجود آمده است.

طبق یک مطالعه جدید، ذرات ریز و میکروسکوپی گردوغباری که حدود ۵ تا ۷ میلیارد سال پیش در یک ستاره دوردست ساخته شده‌اند، بعدا توسط یک شهاب‌سنگ به زمین حمل شده‌اند. این در حالی است که خورشید ما تنها ۴.۶ میلیارد سال عمر دارد.

Philipp Heck، شیمیدان از دانشگاه شیکاگو می‌گوید: این یکی از هیجان‌انگیزترین مطالعاتی بود که بر روی آن کار کرده‌ام. این‌ ذرات، قدیمی‌ترین ماده جامد کشف‌شده بر روی کره زمین هستند و اطلاعات ارزشمندی را درباره چگونگی تشکیل ستارگان در کهکشان راه شیری در اختیار ما قرار می‌دهند.

گرچه وجود ذراتی در شهاب‌سنگ‌ها که عمرشان به قبل از شکل‌گیری خورشید بازمی‌گردد، بی‌سابقه نیست، اما از آنجاییکه این ذرات، بسیار کوچک بوده و در اعماق سنگ‌ها مدفون هستند، یافتن آن‌ها بسیار نادر بوده و شناسایی‌شان بسیار دشوار است.

یکی از شهاب‌سنگ‌هایی که به داشتن ذرات بین‌ستاره‌ای شناخته‌شده است، شهاب‌سنگ مارکیسون است؛ یک سنگ بزرگ ۱۰۰ کیلوگرمی در سال 1969 بر روی شهر مارکیسون استرالیا سقوط کرد و تکه‌های آن در همه جای منطقه پخش شد.

موزه فیلد، ۵۶ کیلوگرم از این شهاب‌سنگ را به‌دست آورد و زمان زیادی را صرف مطالعه آن کرد. در سال 1990، مقادیر زیادی از ذرات میکروسکوپی یک ماده معدنی به نام کاربید سیلیسیوم، به‌عنوان یک ماده بین‌ستاره‌ای، در داخل شهاب‌سنگ شناسایی شد. با این‌حال، دانشمندان نتوانستند عمر دقیق آن‌ها را تعیین کنند.

از آنجاییکه آن زمان ابزارهای به‌کار رفته برای آنالیز این ذرات مثل الان پیشرفته نبودند، Heck و همکارانش تصمیم گرفتند که آن‌ها را دوباره تحت آزمایش‌های بیشتری قرار دهند.

آن‌ها برای پیدا کردن اثراتی از تابش کیهانی که می‌توانست به داخل اجرامی مانند شهاب‌سنگ‌ها نفوذ کرده و نشانه‌هایی از خود را بر روی ذرات کاربید سیلیسیوم بر جای بگذارد، از دستگاه‌هایی مانند میکروسوپ الکترونی، طیف‌سنج جرم یون ثانویه و طیف‌سنج جرم گاز استفاده کردند.

Heck می‌گوید: برخی از این اشعه‌های کیهانی با مواد داخل شهاب‌سنگ‌ها واکنش داده و عناصر جدیدی تشکیل می‌دهند. هر چقدر مواد مذکور، مدت زمان بیشتری در معرض این تابش‌ها قرار بگیرند، عناصر جدید بیشتری تشکیل می‌شوند.

ذرات کاربید سیلیسیوم به‌دست آمده از شهاب‌سنگ مارکیسون، برای پیدا کردن ردی از آن عناصر (هلیوم 3 و نئون 21) که می‌توانستند عمر ذرات را مشخص کنند، مورد بررسی قرار گرفتند. درنهایت مشخص شد که تعداد کمی از آن ذرات، سن زیادی داشته‌اند (بیش از ۵.۵ میلیارد سال)، و اکثر آن‌ها جوان‌تر بوده‌اند (بین ۴.۶ تا ۴.۹ میلیارد سال).

وجود این مقدار از ذرات جوان‌تر کمی غیرمنتظره بود و نکته جالبی را درباره کهکشان راه شیری ما برملا می‌کرد. Heck می‌گوید: فرضیه ما این است که اکثر آن ذرات بین ۴.۶ تا ۴.۹ میلیارد سال قدمت دارند و در یک دوره شکل‌گیری گسترده ستارگان به وجود آمده‌اند. این اتفاق، قبل از تشکیل سیستم خورشیدی ما بوده است؛ یعنی زمانی که ستاره‌های بیشتری، فراتر از حد نرمال، داشتند شکل می‌گرفتند.

بنا به یافته‌های تیم تحقیق، این دوره از شکل‌گیری گسترده ستارگان، حدود ۷ میلیارد سال پیش اتفاق افتاده است. با رسیدن ستاره‌ها به مراحل پیشرفته‌تر تکامل خود، ذرات مذکور به فضا پرتاب شده‌اند و بعدا بر روی شهاب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سنگ مارکیسون جمع شده‌اند.

از آنجاییکه انتظار نمی‌رفت این ذرات، تحت تاثیر امواج قدرتمند ابرنواخترها سالم باقی بمانند، تیم تحقیق به این نتیجه رسیدند که ذرات احتمالا به‌صورت توده‌هایی به هم چسبیده‌اند که برخی از آن‌ها را حفظ کرده است.

Heck می‌گوید: بعضی‌ها فکر می‌کنند که سرعت تشکیل ستاره‌های کهکشان ما ثابت بوده است، اما حالا ما به‌لطف این ذرات مدرک مستقیمی درباره وجود یک دوره شکل‌گیری گسترده ستارگان در کهکشان‌ راه شیری در حدود ۷ میلیارد سال پیش داریم. این یکی از یافته‌های مهم مطالعه ماست.

واقعا فکر کردن به اینکه این ذرات کوچک چه مراحل پیچیده‌ای را قبل از فرود آمدن بر روی کره زمین پشت سر گذاشته‌اند، مغز انسان را تکان می‌دهد.

این مطالعه در مجله PNAS چاپ شده است.

نوشته قدیمی‌ترین ماده کشف‌شده بر روی زمین عمر بیشتری از خورشید دارد! اولین بار در اخبار تکنولوژی و فناوری پدیدار شد.