ในช่วงต้นของประวัติศาสตร์ระบบสุริยะ สสารที่จะรวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์ในเวลาต่อมาถูกแสงอัลตราไวโอเลตปริมาณมาก ซึ่งสามารถอธิบายความแตกต่างนี้ได้ มันมาจากไหน? เกิดทฤษฎีสองทฤษฎี: แสงอัลตราไวโอเลตจะมาจากดวงอาทิตย์ในวัยเยาว์ของเรา หรือมาจากดาวฤกษ์ดวงใหญ่ที่อยู่ใกล้ๆ ในเรือนเพาะชำของดวงอาทิตย์

ตอนนี้นักวิจัยจากห้องทดลองของ Ryan Ogliore ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ใน Arts & Sciences ที่ Washington University ใน St. Louis ได้พิจารณาแล้วว่าสิ่งใดที่รับผิดชอบในการแตกแยก น่าจะเป็นแสงจากดาวมวลมากที่ตายไปนานซึ่งทิ้งความประทับใจนี้ไว้บนวัตถุที่เป็นหินของระบบสุริยะ การศึกษานี้นำโดยไลโอเนล วาเชอร์ ผู้ร่วมงานวิจัยหลังปริญญาเอกในห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์อวกาศของแผนกฟิสิกส์

ผลของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารGeochimica et Cosmochimica Acta

Ogliore กล่าวว่า "เรารู้ว่าเราเกิดจากละอองดาว นั่นคือ ฝุ่นที่เกิดจากดาวดวงอื่นในย่านกาแลคซี่ของเราเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างของระบบสุริยะ"

"แต่การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าแสงดาวมีผลอย่างมากต่อต้นกำเนิดของเราเช่นกัน"

*ไทม์แคปซูลจิ๋ว

ความลึกทั้งหมดนั้นบรรจุอยู่ในหินเพียง 85 กรัม ซึ่งเป็นชิ้นส่วนของดาวเคราะห์น้อยที่พบเป็นอุกกาบาตในแอลจีเรียในปี 1990 ชื่อ Acfer 094 ดาวเคราะห์น้อยและดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากวัสดุก่อนสุริยะเดียวกัน แต่ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยที่แตกต่างกัน กระบวนการทางธรรมชาติ โครงสร้างหินที่รวมตัวกันเป็นดาวเคราะห์น้อยและดาวเคราะห์ต่างๆ ถูกทำลายและพังทลาย กลายเป็นไอและรวมตัวกันใหม่; และอัดแน่นด้วยความร้อน แต่ดาวเคราะห์น้อยที่ Acfer 094 มาจากสามารถอยู่รอดได้ 4.6 พันล้านปีโดยส่วนใหญ่ไม่ได้รับบาดเจ็บ

"นี่เป็นหนึ่งในอุกกาบาตดั้งเดิมที่สุดในคอลเล็กชันของเรา" Vacher กล่าว "มันไม่ได้ให้ความร้อนมากนัก มันมีบริเวณที่มีรูพรุนและเมล็ดพืชเล็กๆ ที่ก่อตัวรอบดาวฤกษ์อื่น เป็นพยานที่เชื่อถือได้ถึงการก่อตัวของระบบสุริยะ"

Acfer 094 ยังเป็นอุกกาบาตเพียงชนิดเดียวที่ประกอบด้วย cosmic symplectite ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างธาตุเหล็กออกไซด์และเหล็กซัลไฟด์ที่มีไอโซโทปออกซิเจนหนักมาก ซึ่งเป็นการค้นพบที่สำคัญ

ดวงอาทิตย์มีไอโซโทปออกซิเจนที่เบาที่สุดประมาณ 6% เมื่อเทียบกับส่วนที่เหลือของระบบสุริยะ สิ่งนั้นสามารถอธิบายได้ด้วยแสงอัลตราไวโอเลตที่ส่องแสงบนโครงสร้างของระบบสุริยะ โดยเลือกแยกก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ออกเป็นอะตอมที่เป็นส่วนประกอบ กระบวนการดังกล่าวยังสร้างแหล่งกักเก็บไอโซโทปออกซิเจนที่หนักกว่ามากอีกด้วย อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งเกิดปรากฏการณ์ซิมเพล็กไทต์ของจักรวาล ไม่มีใครพบลายเซ็นของไอโซโทปหนักนี้ในตัวอย่างวัสดุระบบสุริยะ

อย่างไรก็ตาม ด้วยไอโซโทปเพียงสามไอโซโทป การค้นหาไอโซโทปออกซิเจนหนักนั้นไม่เพียงพอที่จะตอบคำถามเกี่ยวกับการกำเนิดของแสง สเปกตรัมอัลตราไวโอเลตที่แตกต่างกันอาจสร้างผลลัพธ์เดียวกันได้

"นั่นคือตอนที่ Ryan เกิดความคิดเกี่ยวกับไอโซโทปกำมะถัน" Vacher กล่าว

ไอโซโทปทั้งสี่ของกำมะถันจะทิ้งรอยไว้ในอัตราส่วนที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสเปกตรัมของแสงอัลตราไวโอเลตที่ฉายรังสีก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ในระบบสุริยะ-โปรโต ดาวมวลสูงกับดาวคล้ายดวงอาทิตย์อายุน้อยมีสเปกตรัมของรังสีอัลตราไวโอเลตต่างกัน

Symplectite ของจักรวาลเกิดขึ้นเมื่อน้ำแข็งบนดาวเคราะห์น้อยละลายและทำปฏิกิริยากับโลหะเหล็กนิกเกิลชิ้นเล็ก ๆ นอกจากออกซิเจนแล้ว จักรวาล symplectite ยังมีกำมะถันในเหล็กซัลไฟด์ ถ้าออกซิเจนของมันเห็นกระบวนการทางดาราศาสตร์ในสมัยโบราณ ซึ่งนำไปสู่ไอโซโทปออกซิเจนหนัก บางทีก็เกิดกำมะถันเช่นกัน

"เราพัฒนาแบบจำลอง" Ogliore กล่าว "ถ้าฉันมีดาวมวลมาก ฉันจะสร้างไอโซโทปผิดปกติอะไรขึ้น สำหรับดาวอายุน้อยที่มีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์ล่ะ ความแม่นยำของแบบจำลองขึ้นอยู่กับข้อมูลการทดลอง โชคดีที่นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ได้ทำการทดลองที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับไอโซโทป อัตราส่วนเมื่อไฮโดรเจนซัลไฟด์ถูกฉายรังสีด้วยแสงอัลตราไวโอเลต"

การวัดไอโซโทปของกำมะถันและออกซิเจนของซิมเพล็กไทต์จักรวาลใน Acfer 094 พิสูจน์ให้เห็นถึงความท้าทายอีกประการหนึ่ง เมล็ดธัญพืชที่มีขนาดหลายสิบไมโครเมตรและส่วนผสมของแร่ธาตุ ต้องการเทคนิคใหม่เกี่ยวกับแมสสเปกโตรมิเตอร์ไอออนทุติยภูมิที่แตกต่างกันสองแบบในแหล่งกำเนิด: NanoSIMS ในแผนกฟิสิกส์ (ด้วยความช่วยเหลือจาก Nan Liu ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์) และ 7f-GEO ในภาควิชา Earth and Planetary Sciences ในสาขา Arts & Sciences ด้วย

*นำปริศนามาต่อกัน

ช่วยให้มีเพื่อนในโลกและวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง David Fike ศาสตราจารย์ด้าน Earth and Planetary Sciences และผู้อำนวยการการศึกษาสิ่งแวดล้อมใน Arts & Sciences และ Clive Jones นักวิทยาศาสตร์วิจัยด้าน Earth and Planetary Sciences

"พวกเขาเป็นผู้เชี่ยวชาญในการตรวจวัดไอโซโทปกำมะถันในแหล่งกำเนิดที่มีความแม่นยำสูงสำหรับชีวธรณีเคมี" Ogliore กล่าว "หากปราศจากความร่วมมือนี้ เราจะไม่สามารถบรรลุความแม่นยำที่เราต้องการเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างดวงอาทิตย์อายุน้อยกับสถานการณ์ของดาวมวลมาก"

การวัดไอโซโทปของกำมะถันของซิมเพล็กไทต์จักรวาลนั้นสอดคล้องกับการฉายรังสีอัลตราไวโอเลตจากดาวมวลมาก แต่ไม่เหมาะกับสเปกตรัมยูวีจากดวงอาทิตย์อายุน้อย ผลลัพธ์ดังกล่าวให้มุมมองที่ไม่เหมือนใครเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมทางฟิสิกส์ของการเกิดดวงอาทิตย์เมื่อ 4.6 พันล้านปีก่อน ดาวมวลสูงที่อยู่ใกล้เคียงน่าจะอยู่ใกล้พอที่แสงจะส่งผลต่อการก่อตัวของระบบสุริยะ ดาวมวลสูงใกล้เคียงในท้องฟ้ายามค่ำคืนจะดูสว่างกว่าพระจันทร์เต็มดวง

วันนี้ เราสามารถมองขึ้นไปบนท้องฟ้าและเห็นเรื่องราวต้นกำเนิดที่คล้ายคลึงกันที่อื่นในกาแลคซี

Vacher กล่าวว่า "เราเห็นระบบดาวเคราะห์ตั้งไข่ที่เรียกว่า proplyds ในเนบิวลา Orion ซึ่งถูกแสงอัลตราไวโอเลตระเหยจากดาวฤกษ์มวลสูง O และ B ที่อยู่ใกล้เคียง

"ถ้าโพรพิดอยู่ใกล้ดาวเหล่านี้มากเกินไป พวกมันก็สามารถแยกออกจากกันได้ และดาวเคราะห์ก็ไม่มีวันก่อตัวขึ้น ตอนนี้เรารู้แล้วว่าระบบสุริยะของเราเองตอนกำเนิดอยู่ใกล้พอที่จะได้รับผลกระทบจากแสงของดาวเหล่านี้" เขากล่าว "แต่โชคดีที่ไม่ใกล้เกินไป"