宇宙中充滿了漂浮的星塵,而這些星塵可能埋藏著恆星誕生祕密。最新發表於《美國科學院期刊 (PNAS) 》的一篇報告指出,科學家在50年前墜落在澳洲的一顆隕石中發現了比太陽系還要古老的星際物質,其形成時間可追溯至70億年前。
1969年9月28日上午11點,一塊太空隕石在澳洲維多利亞州默奇森附近墜落,其碎片散佈到四周。後來墨爾本大學的研究人員找到了約100公斤重隕石,其中有52公斤隕石(最大部分)被轉送至芝加哥菲爾德博物館,就是現在著名的默奇森隕石(Murchison meteorite)。
研究發現,默奇森隕石屬於碳質球粒隕石,由矽酸鹽、氧化物和硫化物組成。而這類隕石只佔地球已發現隕石總數的4.6%,屬非常罕見的隕石。這類隕石(含太陽形成之前就在星際空間形成的微小固體物質)引起了科學家的興趣,所以默奇森隕石也是被研究最多的隕石樣本之一。到2010年,科學家不僅發現這顆隕石存在多種胺基酸,更發現了約1.4萬種分子化合物,因此有科學家懷疑地球的生命是彗星帶來的。
由於以前技術的侷限性,還無法獲得這顆隕石的年齡、壽命、來源等相關資訊。而來自菲爾德博物館天文化學家、芝加哥大學副教授菲利普·赫克(Philipp Heck)領導的團隊想出了一個方法:將隕石壓成糊狀,將酸混入溶解,直至剩下顆粒狀礦物。
結果團隊從中獲取了約40個太陽前顆粒,每個顆粒長度介於2~30微米之間。接著團隊檢測每個樣本氖-21的同位素含量,測量顆粒狀礦物被宇宙射線被照射的時間,繼而估算顆粒的年齡。
結果團隊發現有60%顆粒狀礦物大概有46–49億年曆史,10%更是長達55億年,甚至更久。為什麼大部分顆粒狀礦物是46-49億年這個階段,團隊認為最有可能的解釋是它們都是大約70億年前。這一發現支援了其他天文學家的發現,即70億年前銀河系剛好爆發一波恆星誕生潮,默奇森隕石也許來自那時候。
赫克解釋說:“恆星形成時不會產生灰塵,恆星只會在壽命結束時才產生灰塵,然後恆星產生塵埃大約需要2到2.5億年。我們的假設是這些年齡在46-49億年之間的大多數粒狀是在恆星形成過程中形成的。那麼太陽系出現前還有一段時間恆星形成的數量比正常情況多。”
此爭論隨即引起學界爭議:究竟恆星形成率是否穩定,還是會所有變動?赫克表示,由於有了這些顆粒,我們現在有了直接的證據,直接顯示恆星形成率並非不變,由此或可增加對宇宙恆星演化史的了解。