Stjärnor har livscykler. De föds när bitar av damm och gas som flyter genom rymden hittar varandra och faller in på varandra och värms upp. De brinner i miljoner till miljarder år, och sedan dör de. När de dör, de kastar partiklarna som bildades i deras vindar ut i rymden, och de bitar av stjärnstoft bildar så småningom nya stjärnor, tillsammans med nya planeter och månar och meteoriter. Och i en meteorit som föll för femtio år sedan i Australien, forskare har nu upptäckt stjärnstoft som bildades för 5 till 7 miljarder år sedan-det äldsta fasta materialet som någonsin hittats på jorden.

"Detta är en av de mest spännande studierna jag har arbetat med, "säger Philipp Heck, en kurator vid Field Museum, docent vid University of Chicago, och huvudförfattare till ett papper som beskriver resultaten i PNAS . "Detta är de äldsta fasta materialen som någonsin hittats, och de berättar om hur stjärnor bildades i vår galax. "

Materialet som Heck och hans kollegor undersökt kallas presolära korn-mineraler som bildades innan solen föddes. "De är solida prover av stjärnor, riktigt stjärnstoft, "säger Heck. Dessa bitar av stjärnstoft fastnade i meteoriter där de förblev oförändrade i miljarder år, gör dem till tidskapslar av tiden före solsystemet ..

Men det är svårt att hitta presolära korn. De är sällsynta, finns bara i cirka fem procent av meteoriter som har fallit till jorden, och de är små-hundra av de största skulle passa på perioden i slutet av denna mening. Men Field Museum har den största delen av Murchison -meteoriten, en skattkista av presolära korn som föll i Australien 1969 och som folket i Murchison, Victoria, gjort tillgänglig för vetenskapen. Presolära korn för denna studie isolerades från Murchison -meteoriten för denna studie för ungefär 30 år sedan vid University of Chicago.

"Det börjar med att krossa fragment av meteoriten ner i ett pulver, "förklarar Jennika Greer, en doktorand vid Field Museum och University of Chicago och medförfattare till studien. "När alla bitar är separerade, det är en slags pasta, och det har en skarp egenskap-det luktar ruttet jordnötssmör. "

Denna "råta-jordnöt-smör-meteoritpasta" löstes sedan med syra, tills bara de presolära kornen återstod. "Det är som att bränna ner höstacken för att hitta nålen, säger Heck.

När de presolära kornen isolerats, forskarna räknade ut från vilka typer av stjärnor de kom och hur gamla de var. "Vi använde exponeringsåldersdata, som i princip mäter deras exponering för kosmiska strålar, som är högenergipartiklar som flyger genom vår galax och tränger igenom fast material, "förklarar Heck." Några av dessa kosmiska strålar interagerar med materien och bildar nya element. Och ju längre de blir avslöjade, ju mer dessa element bildas.

"Jag jämför det här med att lägga ut en hink i en regnskur. Antar att nederbörden är konstant, mängden vatten som ackumuleras i hinken berättar hur länge det var utsatt, "tillägger han. Genom att mäta hur många av dessa nya kosmiskt strålproducerade element som finns i ett presolärt korn, vi kan berätta hur länge den utsattes för kosmiska strålar, som berättar hur gammalt det är.

Forskarna lärde sig att några av de presolära kornen i deras prov var de äldsta som någonsin upptäckts baserat på hur många kosmiska strålar de hade sugit upp, de flesta kornen måste vara 4,6 till 4,9 miljarder år gamla, och vissa korn var till och med äldre än 5,5 miljarder år. För sammanhang, vår sol är 4,6 miljarder år gammal, och jorden är 4,5 miljarder.

Men åldern på de presolära kornen var inte slutet på upptäckten. Eftersom presolära korn bildas när en stjärna dör, de kan berätta om stjärnornas historia. Och för 7 miljarder år sedan, det var tydligen en stötfångare av nya stjärnor som bildade sig-ett slags astral babyboom.

"Vi har fler unga korn som vi förväntade oss, "säger Heck." Vår hypotes är att majoriteten av dessa korn, som är 4,9 till 4,6 miljarder år gamla, bildas i en episod av förstärkt stjärnbildning. Det fanns en tid innan solsystemet startade när fler stjärnor bildades än normalt. "

Detta fynd är ammunition i en debatt mellan forskare om huruvida nya stjärnor bildas i jämn takt, eller om det är toppar och dalar i antalet nya stjärnor över tid. "Vissa människor tror att galaxens stjärnbildningshastighet är konstant, "säger Heck." Men tack vare dessa korn, vi har nu direkt bevis för en period av förstärkt stjärnbildning i vår galax för sju miljarder år sedan med prover från meteoriter. Detta är en av de viktigaste resultaten av vår studie. "

Heck konstaterar att detta inte är det enda oväntade som hans team hittade. Som nästan en sidoanteckning till de viktigaste forskningsfrågorna, i att undersöka hur mineralerna i kornen interagerar med kosmiska strålar, forskarna fick också veta att presolära korn ofta flyter genom rymden som sitter ihop i stora kluster, "som granola, "säger Heck." Ingen trodde att detta var möjligt i den skalan. "

Heck och hans kollegor ser fram emot att alla dessa upptäckter främjar vår kunskap om vår galax. "Med denna studie, vi har direkt bestämt livslängden för stjärnstoft. Vi hoppas att detta kommer att tas upp och studeras så att människor kan använda detta som input för modeller av hela den galaktiska livscykeln, " han säger.

Heck konstaterar att det finns livstidsfrågor kvar att besvara om presolära korn och det tidiga solsystemet. "Jag önskar att vi hade fler som arbetade med det för att lära sig mer om vår hemgalax, Vintergatan, " han säger.

"När jag väl lärde mig om detta, hur vill du studera något annat? "säger Greer." Det är fantastiskt, det är det mest intressanta i världen. "

"Jag har alltid velat göra astronomi med geologiska prover som jag kan hålla i handen, "säger Heck." Det är så spännande att titta på historien om vår galax. Stardust är det äldsta materialet som når jorden, och från det, vi kan lära oss om våra föräldrastjärnor, kolets ursprung i våra kroppar, ursprunget till syret vi andas. Med stjärnstoft, vi kan spåra det materialet tillbaka till tiden före solen. "

"Det är det näst bästa att kunna ta ett prov direkt från en stjärna, säger Greer.