Ett dammkorn som smidts i döden av en sedan länge borta stjärna upptäcktes av ett team av forskare under ledning av University of Arizona.

Upptäckten utmanar några av de nuvarande teorierna om hur döende stjärnor ger universum råmaterial för bildandet av planeter och, i sista hand, livets prekursormolekyler.

Instoppad inuti en kondritisk meteorit samlad i Antarktis, den lilla fläcken representerar faktiskt stjärndamm, sannolikt slungades ut i rymden av en exploderande stjärna innan vår egen sol existerade. Även om sådana korn tros ge viktiga råvaror som bidrar till blandningen från vilken solen och våra planeter bildades, de överlever sällan oron som följer med födelsen av ett solsystem.

"Som verkligt damm från stjärnor, sådana försolära korn ger oss insikt i byggstenarna från vilka vårt solsystem bildades, sade Pierre Haenecour, huvudförfattare till tidningen, som är planerad för förhandspublicering online den Naturens astronomi webbplats den 29 april. "De ger oss också en direkt ögonblicksbild av förhållandena i en stjärna vid den tidpunkt då detta korn bildades."

Dubbat LAP-149, dammkornen representerar den enda kända sammansättningen av grafit- och silikatkorn som kan spåras till en specifik typ av stjärnexplosion som kallas nova. Anmärkningsvärt, den överlevde resan genom det interstellära rymden och reste till regionen som skulle bli vårt solsystem för cirka 4,5 miljarder år sedan, kanske tidigare, där den blev inbäddad i en primitiv meteorit.

Novae är binära stjärnsystem där en kärnrelevant av en stjärna, kallas en vit dvärg, är på väg att försvinna ur universum, medan dess följeslagare antingen är en huvudsekvensstjärna med låg massa eller en röd jätte. Den vita dvärgen börjar sedan suga bort material från sin uppsvällda följeslagare. När den väl samlar tillräckligt med nytt stjärnmaterial, den vita dvärgen återantänds i periodiska utbrott som är våldsamma nog att forma nya kemiska grundämnen från stjärnbränslet och spy ut dem djupt ut i rymden, där de kan resa till nya stjärnsystem och bli inkorporerade i sina råvaror.

Sedan kort efter Big Bang, när universum bara bestod av väte, helium och spår av litium, stjärnexplosioner har bidragit till den kemiska anrikningen av kosmos, vilket resulterar i den uppsjö av element vi ser idag.

Dra fördel av sofistikerade jon- och elektronmikroskopianläggningar vid UA:s Lunar and Planetary Laboratory, ett forskarlag under ledning av Haenecour analyserade dammkornet av mikrobstorlek ner till atomnivå. Den lilla budbäraren från yttre rymden visade sig vara verkligt främmande – starkt berikad av en kolisotop som kallas 13C.

"Kolisotopsammansättningarna i allt vi någonsin har tagit prover från vilken planet eller kropp som helst i vårt solsystem varierar typiskt med en faktor i storleksordningen 50, sade Haenecour, som kommer att ansluta sig till Lunar and Planetary Laboratory som biträdande professor till hösten. "13C vi hittade i LAP-149 är berikad mer än 50, 000-faldigt. Dessa resultat ger ytterligare laboratoriebevis för att både kol- och syrerika korn från novaer bidrog till byggstenarna i vårt solsystem."

Även om deras moderstjärnor inte längre existerar, de isotopiska och kemiska sammansättningarna och mikrostrukturen hos individuella stjärndammskorn som identifieras i meteoriter ger unika begränsningar för dammbildning och termodynamiska förhållanden i stjärnutflöden, skrev författarna.

Detaljerad analys avslöjade ännu fler oväntade hemligheter:Till skillnad från liknande dammkorn som tros ha smids i döende stjärnor, LAP-149 är det första kända spannmålet bestående av grafit som innehåller en syrerik silikatinslutning.

"Vårt fynd ger oss en inblick i en process som vi aldrig skulle kunna bevittna på jorden, Haenecour tillade. "Den berättar om hur dammkorn bildas och rör sig inuti när de stöts ut av novaen. Vi vet nu att kolhaltiga och silikatdammkorn kan bildas i samma nova ejecta, och de transporteras över kemiskt distinkta dammklumpar i utkastet, något som förutspåddes av modeller av novaer men som aldrig hittades i ett exemplar."

Tyvärr, LAP-149 innehåller inte tillräckligt med atomer för att bestämma dess exakta ålder, så forskare hoppas hitta liknande, större exemplar i framtiden.

"Om vi ​​kunde datera dessa föremål någon dag, vi kunde få en bättre uppfattning om hur vår galax såg ut i vår region och vad som utlöste bildandet av solsystemet, sa Tom Zega, vetenskaplig chef för UA:s Kuiper Materials Imaging and Characterization Facility och docent vid Lunar and Planetary Laboratory och UA Department of Materials Science and Engineering. "Kanske är vi skyldiga vår existens till en närliggande supernovaexplosion, komprimerar moln av gas och damm med sin stötvåg, tända stjärnor och skapa fantastiska plantskolor, liknande det vi ser i Hubbles berömda "Pillars of Creation"-bild."

Meteoriten som innehåller stjärnstoftfläcken är en av de mest orörda meteoriterna i Lunar and Planetary Laboratorys samling. Klassad som en kolhaltig kondrit, det tros vara analogt med materialet om Bennu, målasteroiden för det UA-ledda OSIRIS-REx-uppdraget. Genom att ta ett prov av Bennu och föra det tillbaka till jorden, OSIRIS-REx uppdragsteam hoppas kunna förse forskare med material som har sett lite, om någon, förändring sedan bildandet av vårt solsystem.

Tills dess, forskare är beroende av sällsynta fynd som LAP-149, som överlevde att sprängas från en exploderande stjärna, fångad i ett kollapsande moln av gas och damm som skulle bli vårt solsystem och bakas in i en asteroid innan den faller till jorden.

"Det är anmärkningsvärt när man tänker på alla vägar längs vägen som borde ha dödat detta spannmål, sa Zega.