Gli inizi del nostro Sole sono un mistero. È esploso 4,6 miliardi di anni fa, circa 50 milioni di anni prima della formazione della Terra. Poiché il Sole è più antico della Terra, è difficile trovare oggetti fisici che erano in giro nei primi giorni del Sole, materiali che portano registrazioni chimiche del primo Sole. Ma in un nuovo studio in Astronomia della natura , antichi cristalli blu intrappolati nei meteoriti rivelano com'era il Sole primordiale. E a quanto pare, ha avuto un inizio piuttosto turbolento.

"Il Sole era molto attivo nei suoi primi anni di vita:aveva più eruzioni ed emetteva un flusso più intenso di particelle cariche. Penso a mio figlio, ha tre anni, è anche molto attivo, "dice Philipp Heck, un curatore del Field Museum, professore all'Università di Chicago, e autore dello studio. "Quasi nulla nel Sistema Solare è abbastanza vecchio da confermare davvero l'attività del primo Sole, ma questi minerali dei meteoriti nelle collezioni del Field Museum sono abbastanza vecchi. Sono probabilmente i primi minerali che si sono formati nel Sistema Solare".

I minerali che Heck e i suoi colleghi hanno esaminato sono microscopici cristalli blu ghiaccio chiamati hibonite, e la loro composizione porta segni di reazioni chimiche che si sarebbero verificate solo se il primo Sole avesse sputato molte particelle energetiche. "Questi cristalli si sono formati oltre 4,5 miliardi di anni fa e conservano una registrazione di alcuni dei primi eventi avvenuti nel nostro Sistema Solare. E anche se sono così piccoli, molti hanno un diametro inferiore a 100 micron, sono stati comunque in grado di conservarli. gas nobili altamente volatili che sono stati prodotti per irraggiamento dal giovane Sole tanto tempo fa, ", afferma l'autore principale Levke Kööp, un post-doc presso l'Università di Chicago e un affiliato del Field Museum.

Nei suoi primi giorni, prima che si formassero i pianeti, il Sistema Solare era costituito dal Sole con un enorme disco di gas e polvere che lo avvolgeva a spirale. La regione vicino al sole era calda. Davvero caldo— più di 1, 500°C, o 2, 700 F. Per confronto, Venere, il pianeta più caldo del Sistema Solare, con temperature superficiali sufficientemente elevate da fondere il piombo, è un misero 872 F. Quando il disco si è raffreddato, cominciarono a formarsi i primi minerali:cristalli di hibonite blu.

"I granelli minerali più grandi degli antichi meteoriti hanno solo poche volte il diametro di un capello umano. Quando osserviamo una pila di questi granelli al microscopio, i grani di hibonite risaltano come piccoli cristalli azzurri:sono piuttosto belli, "dice Andy Davis, un altro coautore anche affiliato con il Field Museum e l'Università di Chicago. Questi cristalli contengono elementi come calcio e alluminio.

Quando i cristalli erano appena formati, il giovane sole continuava a brillare, sparando protoni e altre particelle subatomiche nello spazio. Alcune di queste particelle colpiscono i cristalli di hibonite blu. Quando i protoni colpiscono gli atomi di calcio e alluminio nei cristalli, gli atomi si dividono in atomi più piccoli:neon ed elio. E il neon e l'elio sono rimasti intrappolati nei cristalli per miliardi di anni. Questi cristalli sono stati incorporati in rocce spaziali che alla fine sono cadute sulla Terra come meteoriti per scienziati come Heck, Koop, e Davis per studiare.

I ricercatori hanno già esaminato i meteoriti alla ricerca di prove di un primo Sole attivo. Non hanno trovato niente. Ma, Kööp note, "Se le persone in passato non l'hanno visto, questo non significa che non c'era, potrebbe significare che non avevano strumenti abbastanza sensibili per trovarlo."

Questa volta, il team ha esaminato i cristalli con uno spettrometro di massa all'avanguardia unico in Svizzera, una macchina delle dimensioni di un garage in grado di determinare la composizione chimica degli oggetti. Attaccato allo spettrometro di massa, un laser ha fuso un minuscolo granello di cristallo di hibonite da un meteorite, rilasciando l'elio e il neon intrappolati all'interno in modo che potessero essere rilevati. "Abbiamo ricevuto un segnale sorprendentemente ampio, mostrando chiaramente la presenza di elio e neon:è stato fantastico, " dice Koöp.

I frammenti di elio e neon forniscono la prima prova concreta della tanto sospettata attività iniziale del Sole. "Sarebbe come se conoscessi qualcuno solo da adulto calmo, avresti motivo di credere che un tempo fosse un bambino attivo, ma nessuna prova. Ma se potessi salire nella loro soffitta e trovare i loro vecchi giocattoli rotti e libri con le pagine strappate, sarebbe la prova che la persona era una volta un bambino ad alta energia, " dice Diamine.

A differenza di altri indizi secondo cui il primo Sole era più attivo di quanto lo sia oggi, non c'è altra buona spiegazione per il trucco dei cristalli. "È sempre bello vedere un risultato che può essere interpretato chiaramente, " dice Heck. "La spiegazione più semplice è, più fiducia abbiamo in essa".

"Oltre a trovare finalmente prove chiare nei meteoriti che i materiali del disco sono stati irradiati direttamente, i nostri nuovi risultati indicano che i materiali più antichi del Sistema Solare hanno sperimentato una fase di irradiazione che i materiali più giovani hanno evitato. Riteniamo che ciò significhi che si è verificato un cambiamento importante nel nascente Sistema Solare dopo la formazione degli hiboniti:forse l'attività del Sole è diminuita, o forse i materiali formati in seguito non erano in grado di viaggiare nelle regioni del disco in cui era possibile l'irradiazione, " dice Koöp.

"Quello che penso sia eccitante è che questo ci parla delle condizioni nel primo Sistema Solare, e conferma infine un sospetto di vecchia data, " dice Heck. "Se comprendiamo meglio il passato, acquisiremo una migliore comprensione della fisica e della chimica del nostro mondo naturale".