พบวัสดุเก่าแก่ที่สุดของโลกในอุกกาบาต ชี้อายุมากยิ่งกว่าระบบสุริยะ

  • 14 มกราคม 2020
Pre-solar grain and Egg Nebula Image copyright ESA/Hubble/NASA/Janaína Ávila
คำบรรยายภาพ เม็ดฝุ่นที่เกิดก่อนระบบสุริยะ (ภาพเล็ก) ซึ่งนักวิจัยพบในอุกกาบาต อาจเดินทางมาจากกลุ่มดาวฤกษ์โบราณเช่นที่มีอยู่ในเนบิวลารูปไข่

ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติค้นพบเม็ดฝุ่นชนิดหนึ่ง ซึ่งติดอยู่ในอุกกาบาต "เมอร์ชิสัน" (Murchison) ที่ตกจากห้วงอวกาศลงสู่ทวีปออสเตรเลียเมื่อปี 1969 โดยผลการตรวจสอบพบว่า หนึ่งในเม็ดฝุ่นเหล่านี้มีอายุเก่าแก่ถึง 7.5 พันล้านปี นับว่าเป็นวัสดุที่เก่าแก่ที่สุดในโลก และยังมีอายุมากกว่าระบบสุริยะหลายพันล้านปีอีกด้วย

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากสหรัฐฯและสวิตเซอร์แลนด์ ตีพิมพ์ผลการค้นพบข้างต้นในวารสาร PNAS โดยระบุว่าเม็ดฝุ่นซิลิคอนคาร์ไบด์ (Silicon carbide) อายุเก่าแก่ดังกล่าว ก่อตัวขึ้นในดาวฤกษ์ยุคโบราณที่ถือกำเนิดขึ้นก่อนระบบสุริยะราว 3 พันล้านปี

เมื่อดาวฤกษ์ยุคโบราณสิ้นอายุขัย มวลสารต่าง ๆ ที่อยู่ภายในจะถูกเหวี่ยงด้วยแรงระเบิดออกสู่ห้วงอวกาศภายนอก กลายเป็นวัสดุสำหรับการก่อตัวของบรรดาดวงดาวกำเนิดใหม่ และบางส่วนกลายเป็นสะเก็ดดาวหรืออุกกาบาตที่ตกลงสู่โลกของเรา

Image copyright Janaína N. Ávila
คำบรรยายภาพ ภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ขยายให้เห็นเม็ดฝุ่นที่เกิดก่อนระบบสุริยะขนาด 8 ไมโครเมตร

รศ. ดร. ฟิลิปป์ เฮกค์ จากมหาวิทยาลัยชิคาโก ผู้นำทีมวิจัยบอกว่า "นี่เป็นการค้นพบตัวอย่างของแข็งจากดาวฤกษ์ในอดีตจริง ๆ เรียกได้ว่าเป็นละอองดาวของแท้"

มีการสกัดเอาเม็ดฝุ่นขนาดไม่กี่ไมโครเมตรออกจากชิ้นส่วนอุกกาบาตได้เป็นจำนวน 40 เม็ด โดยนักวิทยาศาสตร์บดบางส่วนของอุกกาบาตให้แตกออก จนได้วัสดุที่มีลักษณะคล้ายปูนเปียกและมีกลิ่นเหม็นเหมือนเนยถั่วเน่า จากนั้นนำเอาวัสดุดังกล่าวไปละลายในกรด ซึ่งจะแยกเอาเม็ดฝุ่นโบราณออกมาได้ทั้งหมด

สำหรับการตรวจหาอายุที่แท้จริงของเม็ดฝุ่นเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์ใช้วิธีการหาปริมาณของไอโซโทปฮีเลียม-3 (He-3) และนีออน-21 (Ne-21) ซึ่งจะชี้ถึงระยะเวลาที่เม็ดฝุ่นได้สัมผัสและทำปฏิกิริยากับรังสีคอสมิกในห้วงอวกาศ ยิ่งมีปริมาณของไอโซโทปเหล่านี้มากขึ้นเท่าใด ก็ยิ่งแสดงว่าเม็ดฝุ่นดังกล่าวมีอายุเก่าแก่มากขึ้นเท่านั้น

เม็ดฝุ่นที่สกัดได้ส่วนใหญ่มีอายุเก่าแก่ระหว่าง 4.6 - 4.9 พันล้านปี ซึ่งถือว่ามีอายุในรุ่นราวคราวเดียวกับโลกและดวงอาทิตย์ แต่เม็ดฝุ่นที่พบว่ามีความเก่าแก่มากที่สุดนั้น มีอายุถึง 7.5 พันล้านปี ทำให้นักวิทยาศาสตร์เรียกมันว่า "เม็ดฝุ่นที่เกิดก่อนระบบสุริยะ" (pre-solar grains)

Image copyright James St John
คำบรรยายภาพ อุกกาบาตเมอร์ชิสันตกจากห้วงอวกาศลงสู่ทวีปออสเตรเลียเมื่อปี 1969

การค้นพบนี้ช่วยไขความกระจ่างในข้อสงสัยที่ว่า อัตราการก่อกำเนิดของดาวฤกษ์ในกาแล็กซีทางช้างเผือกนั้นคงที่เสมอไปหรือไม่ ซึ่งหลักฐานจากเม็ดฝุ่นที่พบในครั้งนี้ชี้ว่า เมื่อราว 7 พันล้านปีก่อนเป็นช่วงเวลาที่มีดาวฤกษ์เกิดขึ้นในอัตราที่สูงกว่าปัจจุบันมาก

นอกจากนี้ การที่เม็ดฝุ่นขนาดจิ๋วดังกล่าวเหลือรอดมาจากการระเบิดซูเปอร์โนวาของดาวฤกษ์โบราณ และสามารถเดินทางข้ามห้วงอวกาศมาได้เป็นเวลานานโดยไม่ถูกทำลายไปก่อนนั้น เป็นหลักฐานชี้ว่ามวลสารจากการระเบิดของดาวฤกษ์เคลื่อนที่แบบติดกันเป็นกลุ่มก้อน ทำให้เม็ดฝุ่นบอบบางที่อยู่ด้านในถูกเก็บรักษาไว้ได้

"เรามั่นใจว่ายังมีเม็ดฝุ่นที่เกิดก่อนระบบสุริยะอยู่ในอุกกาบาตเมอร์ชิสัน และในอุกกาบาตอื่น ๆ อีกมาก แต่เรายังไม่ได้ค้นพบมันเท่านั้น" รศ.ดร. เฮกค์กล่าว

อ่านข่าวนี้เพิ่มเติม