Лучевой душ для изначального облака. Именно так можно вкратце описать ситуацию, когда наше Солнце в свой ранний период было намного активнее, чем сегодня, а вспышки излучений исходили от него с невероятной частотой. Свидетельства таких событий астрономы обнаружили в крошечных синих минеральных кристаллах в одном из метеоритов. В этом редком минерале под названием хибонит содержатся изотопы инертных газов, которые могли образоваться исключительно при ранних бомбардировках энергетическими частицами, о чем исследователи и написали в научном журнале Nature Astronomy.
Наше Солнце во время существования изначального облака имело намного более взрывной характер, чем сейчас. © NASA/JPL-Calteh
Надо отметить, что это астрономы уже неоднократно наблюдали в случаях других молодых звезд. Звезды проживают в начальном периоде фазу интенсивных извержений плазмы и лучевых выбросов. И вполне очевидно и то, что наше Солнце тоже пережило столь же беспокойную юность. Но до сих пор доказательства этого отсутствовали. «В Солнечной системе практически нет ничего настолько старого, что могло бы действительно подтвердить активность молодого Солнца», - говорит соавтор исследования Филипп Хек из Филдовского музея естественной истории в Чикаго.
Синие зернышки кристаллов как свидетели-современники
И вот теперь крошечные зернышки кристаллов, вероятно, смогут стать необходимым доказательством. Эти кристаллы происходят из Мурчисонского метеорита, упавшего в Австралии в 1969 году. Наряду с многими другими минералами, этот метеорит содержит и включения зернышек минерала хибонита (CaAl12O19). Эти кристаллы возрастом более 4,5 миллиардов лет считаются одним из наиболее старых материалов Солнечной системы, и они могли образоваться в самом начале существования изначального облака.
Снимок под микроскопом крошечного кристалла хибонита из Мурчисонского метеорита. © Andy Davis/ University of Chicago
«Если посмотреть на некоторые включения минералов в метеорите под микроскопом, эти зернышки хибонита торчат из него в виде маленьких синих кристаллов», - говорит коллега Хека Энди Дэвис. Он со своими коллегами подверг анализу 18 таких кристаллов хибонита на предмет содержания изотопов инертных газов – неона и гелия. «Дело в том, что изотопы, как 3Не и 21Ne указывают на то, что эти включения были подвержены излучениям», - объясняют исследователи.
Лучевой душ создал инертные газы
И действительно. «Мы получили невероятно сильный сигнал, связанный с присутствием гелия и неона – это было удивительно», - говорит автор исследования Левке Кёёп из университета Чикаго. - «Все исследованные кристаллы хибонита содержат космогенные неон-21 и гелий-2». По мнению исследователей это является четким признаком того, что эти кристаллы вскоре после своего образования подверглись энергетически мощному облучению.
Кристаллы хибонита и их включения инертных газов образовались еще в изначальном облаке. © Field Museum, University of Chicago, NASA/ ESA, and E. Feild (STScl)
Но самое интересное заключается в следующем: в метеоритных включениях, возраст которых несколько меньше, излишков космогенных изотопов благородных газов не обнаружено. А это позволяет относительно точно определить момент времени такого облучения. В соответствии с результатами исследования, изотопы неона и гелия образовались более 4,5 миллиардов лет назад, когда энергетически заряженные протоны и другие частички попали на атомы алюминия и кальция в хибоните и расщепили их.
Интенсивные выбросы
Исследователи считают, что в качестве источника излучения для такого преобразования может рассматриваться исключительно молодое Солнце. В соответствии с этой версией, в своем начальном периоде наше светило должно было переживать намного больше интенсивных вспышек и выбросов плазмы, чем это имеет место сейчас. «Это, наконец, подтверждает существовавшее уже давно предположение и дает нам возможность взглянуть на условия, существовавшие в самой ранней фазе развития Солнечной системы», - говорит Хек.
Ученые исходят из того, что изотопы инертных газов в хибоните образовались не вблизи Солнца, а в скорее холодном внешнем регионе изначального облака. Лишь там могли сохраниться эти легко летучие благородные газы в качестве включений. Но это означает и то, что лучевые выбросы молодого Солнца распространялись в космос очень далеко. «Солнце в своей ранней фазе было очень активным и обеспечивало значительно более интенсивный поток заряженных частиц, чем сегодня», - добавляет Хек.
Вместе с этим, полученные результаты говорят о том, что Солнечная система после этой активной фазы пережила фундаментальные преобразования. В ходе этого либо сильно снизилась активность самого Солнца, либо условия в изначальном облаке изменились так, что образовавшиеся позднее включения минералов уже не образовывали сравнимые количества нуклидов благородных газов.
0
