Vår sols början är ett mysterium. Det bröt till för 4,6 miljarder år sedan, cirka 50 miljoner år innan jorden bildades. Eftersom solen är äldre än jorden, det är svårt att hitta fysiska föremål som fanns i solens tidigaste dagar - material som har kemiska uppgifter om den tidiga solen. Men i en ny studie i Natur astronomi , uråldriga blå kristaller fångade i meteoriter avslöjar hur den tidiga solen var. Och tydligen, det fick en ganska bråkig start.

"Solen var mycket aktiv i sitt tidiga liv - den hade fler utbrott och gav ifrån sig en mer intensiv ström av laddade partiklar. Jag tänker på min son, han är tre, han är väldigt aktiv också säger Philipp Heck, en intendent på Fältmuseet, professor vid University of Chicago, och författare till studien. "Nästan ingenting i solsystemet är tillräckligt gammalt för att verkligen bekräfta den tidiga solens aktivitet, men dessa mineral från meteoriter i Fältmuseets samlingar är gamla nog. De är förmodligen de första mineralerna som bildades i solsystemet."

Mineralerna Heck och hans kollegor tittade på är mikroskopiska isblåa kristaller som kallas hibonit, och deras sammansättning bär öronmärken av kemiska reaktioner som bara skulle ha inträffat om den tidiga solen spottade massor av energirika partiklar. "Dessa kristaller bildades för över 4,5 miljarder år sedan och bevarar ett register över några av de första händelserna som ägde rum i vårt solsystem. Och även om de är så små - många är mindre än 100 mikron i diameter - kunde de fortfarande behålla dessa mycket flyktiga ädelgaser som producerades genom bestrålning från den unga solen för så länge sedan, " säger huvudförfattaren Levke Köp, en post-doc från University of Chicago och en filial till Field Museum.

I dess tidiga dagar, innan planeterna bildades, Solsystemet bestod av solen med en massiv skiva av gas och damm som spiralerade runt den. Området vid solen var varmt. Riktigt varmt – mer än 1, 500 C, eller 2, 700 F. Som jämförelse, Venus, den hetaste planeten i solsystemet, med yttemperaturer som är tillräckligt höga för att smälta bly, är ynka 872 F. När skivan svalnade, de tidigaste mineralerna började bildas – blå hibonitkristaller.

"De större mineralkornen från forntida meteoriter är bara ett fåtal gånger diametern på ett människohår. När vi tittar på en hög med dessa korn under ett mikroskop, Hibonitkornen sticker ut som små ljusblå kristaller – de är ganska vackra, " säger Andy Davis, en annan medförfattare var också knuten till Field Museum och University of Chicago. Dessa kristaller innehåller element som kalcium och aluminium.

När kristallerna nybildades, den unga solen fortsatte att flamma, skjuta protoner och andra subatomära partiklar ut i rymden. Några av dessa partiklar träffar de blå hibonitkristallerna. När protonerna träffade kalcium- och aluminiumatomerna i kristallerna, atomerna splittras i mindre atomer – neon och helium. Och neon och helium förblev fångade inuti kristallerna i miljarder år. Dessa kristaller införlivades i rymdstenar som så småningom föll till jorden som meteoriter för forskare som Heck, Köp, och Davis att studera.

Forskare har tittat på meteoriter för bevis på en tidig aktiv sol tidigare. De hittade ingenting. Men, Köpöp noterar, "Om folk i det förflutna inte såg det, det betyder inte att det inte fanns där, det kan betyda att de helt enkelt inte hade tillräckligt känsliga instrument för att hitta den."

Den här gången, teamet undersökte kristallerna med en unik toppmodern masspektrometer i Schweiz – en maskin i garagestorlek som kan fastställa föremåls kemiska sammansättning. Fäst till masspektrometern, en laser smälte ett litet korn av hibonitkristall från en meteorit, frigör helium och neon som är fångade inuti så att de kunde upptäckas. "Vi fick en förvånansvärt stor signal, visar tydligt närvaron av helium och neon – det var fantastiskt, säger Köpp.

Bitarna av helium och neon ger det första konkreta beviset på solens länge misstänkta tidiga aktivitet. "Det skulle vara som om du bara kände någon som en lugn vuxen - du skulle ha anledning att tro att de en gång var ett aktivt barn, men inga bevis. Men om du kunde gå upp på deras vinden och hitta deras gamla trasiga leksaker och böcker med sidorna utrivna, det skulle vara bevis på att personen en gång var ett energiskt småbarn, säger Heck.

Till skillnad från andra antydningar om att den tidiga solen var mer aktiv än den är idag, det finns ingen annan bra förklaring till kristallernas smink. "Det är alltid bra att se ett resultat som kan tolkas tydligt, " säger Heck. "Ju enklare en förklaring är, desto mer förtroende har vi för det."

"Förutom att äntligen hitta tydliga bevis i meteoriter för att skivmaterial var direkt bestrålade, våra nya resultat indikerar att solsystemets äldsta material upplevde en fas av bestrålning som yngre material undvek. Vi tror att detta betyder att en stor förändring inträffade i det begynnande solsystemet efter att hiboniterna hade bildats - kanske solens aktivitet minskade, eller kanske senare bildade material inte kunde resa till skivområdena där bestrålning var möjlig, säger Köpp.

"Vad jag tycker är spännande är att det här berättar om förhållandena i det tidigaste solsystemet, och bekräftar slutligen en långvarig misstanke, " säger Heck. "Om vi ​​förstår det förflutna bättre, vi kommer att få en bättre förståelse av fysiken och kemin i vår naturliga värld."