Mellan stjärnorna i vår Vintergatan, stora mängder små dammkorn flyter planlöst runt. De utgör byggstenarna för nya stjärnor och planeter. Men vi vet fortfarande inte vilka grundämnen som finns tillgängliga för att bilda planeter som jorden. Ett forskarlag vid SRON ledd av Elisa Costantini har nu matchat observationer från röntgenteleskop med data från synkrotronanläggningar för att skapa en karta över interstellära korn i Vintergatan.

Om vår galax krympte till den punkt där stjärnor var lika stora som kulor, det skulle fortfarande vara ungefär tusen kilometer mellan var och en av dem. Så det är säkert att säga att galaxer mestadels består av tomma rymden. Fortfarande, det här utrymmet är inte så tomt som man kan tro. Den är fylld med det så kallade interstellära mediet. Större delen av detta utgörs av svag gas, men runt en procent är i form av små korn på cirka 0,1 mikron – en tusendel av ett människohårs bredd.

Dessa korn bildas under stjärnornas livscykel. En stjärna, och planeterna runt den, bildas av ett kollapsande moln av gas och damm. När stjärnan utvecklas mot slutet av sitt liv, den driver ut en stor del av sin massa i det omgivande mediet, skapa nytt material för dammbildning. Om stjärnan slutar sitt liv med en supernovaexplosion, det kommer att berika miljön ytterligare med ännu mer gas och damm. Detta i sin tur kommer så småningom att utgöra nya byggstenar för stjärnor och planeter. Som Carl Sagan sa, "Vi är gjorda av stjärndamm." Men vilka grundämnen som finns tillgängliga i det interstellära mediet för att bilda planeter som jorden är fortfarande okänt.

Forskningsgruppen för interstellärt stoft vid SRON Netherlands Institute for Space Research, ledd av Elisa Costantini, har nu studerat de interstellära kornen i vår Vintergatan med hjälp av röntgenstrålning. De kunde, för första gången, att utforska egenskaperna hos dammet i centrala delar av galaxen, och fann att dessa korn konsekvent är gjorda av ett glasartat silikat:Olivin, som är en förening av magnesium, järn, kisel och syre. Interaktionen med stjärnstrålning och kosmisk strålning smälte dessa korn för att bilda små glasartade oregelbundna sfärer. När man rör sig längre ut till mer diffusa områden bort från det galaktiska centrumet, teamet hittade ledtrådar för förekomsten av en större variation i dammsammansättning. Detta kan ge upphov till diversifierade planetsystem. Det kan till och med vara så att vårt planetsystem är undantaget snarare än normen.

Costantini kommenterar, "Vårt solsystem bildades i galaxens yttre regioner och är resultatet av en komplex händelseförlopp, inklusive närliggande supernovaexplosioner. Det är fortfarande en öppen fråga vad som är rätt miljö för att bilda planetsystem och vilka av dessa händelser som är avgörande för att bilda en planet där liv kan blomstra."

För att komma till deras resultat, Costantini och hennes grupp matchade observationer från röntgenteleskop och synkrotronanläggningar. De använde det senare för att karakterisera egenskaperna hos interstellära dammanaloger som silikater, oxider och sulfater produceras i röntgenstrålar. Sedan jämförde de dessa med astronomiska data för att hitta de bästa matchningarna. Genom att observera flera siktlinjer kunde de utforska olika miljöer i Vintergatan.

Forskargruppen använde synkrotronanläggningarna Soleil-LUCIA beamline, Dubble-ESRF-strållinjen och Titan-elektronmikroskopet vid University of Cadiz. På den astronomiska sidan, de använde röntgenobservatorierna XMM-Newton (ESA) och Chandra (NASA).