Le stelle hanno cicli di vita. Nascono quando frammenti di polvere e gas che fluttuano nello spazio si incontrano e collassano l'uno sull'altro e si riscaldano. Bruciano da milioni a miliardi di anni, e poi muoiono. Quando muoiono, lanciano nello spazio le particelle che si sono formate nei loro venti, e quei pezzi di polvere di stelle alla fine formano nuove stelle, insieme a nuovi pianeti, lune e meteoriti. E in un meteorite caduto cinquant'anni fa in Australia, gli scienziati hanno ora scoperto la polvere di stelle che si è formata da 5 a 7 miliardi di anni fa, il materiale solido più antico mai trovato sulla Terra.

"Questo è uno degli studi più entusiasmanti su cui ho lavorato, "dice Philipp Heck, un curatore del Field Museum, professore associato all'Università di Chicago, e autore principale di un articolo che descrive i risultati in PNAS . "Questi sono i materiali solidi più antichi mai trovati, e ci raccontano come si sono formate le stelle nella nostra galassia."

I materiali che Heck e i suoi colleghi hanno esaminato sono chiamati grani presolari, minerali formati prima della nascita del Sole. "Sono solidi campioni di stelle, vera polvere di stelle, " dice Heck. Questi frammenti di polvere di stelle sono rimasti intrappolati nei meteoriti dove sono rimasti invariati per miliardi di anni, rendendole capsule temporali del tempo prima del sistema solare..

Ma i grani presolari sono difficili da trovare. sono rari, trovato solo in circa il cinque percento dei meteoriti caduti sulla Terra, e sono minuscoli:cento dei più grandi starebbero nel punto alla fine di questa frase. Ma il Field Museum ha la porzione più grande del meteorite Murchison, un tesoro di grani presolari caduti in Australia nel 1969 e che la gente di Murchison, Vittoria, messo a disposizione della scienza. I grani presilari per questo studio sono stati isolati dal meteorite Murchison per questo studio circa 30 anni fa presso l'Università di Chicago.

"Inizia con la frantumazione di frammenti del meteorite in polvere, " spiega Jennika Greer, uno studente laureato presso il Field Museum e l'Università di Chicago e coautore dello studio. "Una volta che tutti i pezzi sono segregati, è una specie di pasta, e ha una caratteristica pungente:odora di burro di arachidi marcio".

Questa "pasta di burro di arachidi-meteorite marcia" è stata quindi sciolta con acido, finché non rimasero solo i grani presolari. "È come bruciare il pagliaio per trovare l'ago, " dice Diamine.

Una volta isolati i grani presolari, i ricercatori hanno capito da quali tipi di stelle provenivano e quanti anni avevano. "Abbiamo utilizzato i dati sull'età di esposizione, che misura sostanzialmente la loro esposizione ai raggi cosmici, che sono particelle ad alta energia che volano attraverso la nostra galassia e penetrano nella materia solida, " spiega Heck. "Alcuni di questi raggi cosmici interagiscono con la materia e formano nuovi elementi. E più a lungo vengono esposti, più quegli elementi si formano.

"Lo paragono al mettere fuori un secchio durante un temporale. Supponendo che la pioggia sia costante, la quantità di acqua che si accumula nel secchio ti dice per quanto tempo è stato esposto, " aggiunge. Misurando quanti di questi nuovi elementi prodotti dai raggi cosmici sono presenti in un grano presolare, possiamo dire per quanto tempo è stato esposto ai raggi cosmici, che ci dice quanti anni ha.

I ricercatori hanno appreso che alcuni dei grani presolari nel loro campione erano i più antichi mai scoperti, in base a quanti raggi cosmici avevano assorbito, la maggior parte dei grani doveva avere da 4,6 a 4,9 miliardi di anni, e alcuni grani erano addirittura più vecchi di 5,5 miliardi di anni. Per contesto, il nostro Sole ha 4,6 miliardi di anni, e la Terra è 4,5 miliardi.

Ma l'età dei grani presolari non è stata la fine della scoperta. Poiché i grani presolari si formano quando una stella muore, possono raccontarci la storia delle stelle. E 7 miliardi di anni fa, apparentemente c'era un raccolto eccezionale di nuove stelle che formavano una sorta di baby boom astrale.

"Abbiamo più chicchi giovani di quanto ci aspettassimo, " dice Heck. "La nostra ipotesi è che la maggior parte di quei grani, che hanno da 4,9 a 4,6 miliardi di anni, formato in un episodio di formazione stellare potenziata. C'è stato un tempo prima dell'inizio del Sistema Solare in cui si sono formate più stelle del normale".

Questa scoperta è fondamentale in un dibattito tra scienziati sul fatto che nuove stelle si formino o meno a un ritmo costante, o se ci sono alti e bassi nel numero di nuove stelle nel tempo. "Alcune persone pensano che il tasso di formazione stellare della galassia sia costante, " dice Heck. "Ma grazie a questi grani, ora abbiamo prove dirette di un periodo di formazione stellare potenziata nella nostra galassia sette miliardi di anni fa con campioni di meteoriti. Questo è uno dei risultati chiave del nostro studio".

Heck nota che questa non è l'unica cosa inaspettata che la sua squadra ha trovato. Quasi a margine delle principali domande di ricerca, nell'esaminare il modo in cui i minerali nei grani interagivano con i raggi cosmici, i ricercatori hanno anche appreso che i grani presolari spesso fluttuano nello spazio bloccati insieme in grandi ammassi, "come granola, " dice Heck. "Nessuno pensava che questo fosse possibile su quella scala."

Heck e i suoi colleghi attendono con impazienza tutte queste scoperte che approfondiscono la nostra conoscenza della nostra galassia. "Con questo studio, abbiamo determinato direttamente la durata della polvere di stelle. Speriamo che questo venga raccolto e studiato in modo che le persone possano usarlo come input per i modelli dell'intero ciclo di vita galattico, " lui dice.

Heck nota che ci sono domande da porre per tutta la vita sui grani presolari e sul primo sistema solare. "Vorrei che ci fossero più persone che ci lavorano per saperne di più sulla nostra galassia natale, la via Lattea, " lui dice.

"Una volta appreso di questo, come vuoi studiare qualcos'altro?" dice Greer. "È fantastico, è la cosa più interessante del mondo".

"Ho sempre voluto fare astronomia con campioni geologici che posso tenere in mano, " dice Heck. "È così eccitante guardare la storia della nostra galassia. La polvere di stelle è il materiale più antico arrivato sulla Terra, e da esso, possiamo conoscere le nostre stelle madri, l'origine del carbonio nei nostri corpi, l'origine dell'ossigeno che respiriamo. Con polvere di stelle, possiamo far risalire quel materiale al tempo prima del Sole."

"È la cosa migliore per essere in grado di prendere un campione direttamente da una stella, "dice Greer.