科学者たちは、地球上で知られている最古の物質、太陽系が形成される前のおよそ50億～70億年前に形成された塵の粒子を発見したと考えている。
「これは私がこれまで手がけた研究の中で最も刺激的な研究の一つです」と、月曜日に米国科学アカデミー紀要（PNAS）に掲載された論文の筆頭著者であり、シカゴ大学地球物理学准教授のフィリップ・ヘック氏は述べた。「これらはこれまでに発見された中で最も古い固体物質であり、私たちの銀河系における星の形成過程を物語っています。」
50年以上前にオーストラリアに落下したマーチソン隕石から、この微細な塵粒子が発見されました。研究チームは、隕石のサンプルを細かく粉砕し、酸で溶解して「プレソーラー」粒子のみを残す化学ペーストを作製して分析を行いました。
「まず、隕石の破片を粉末状に砕きます」と、シカゴ大学の大学院生でこの研究の共著者であるジェニカ・グリア氏は述べた。「すべての破片が分離されると、一種のペースト状になり、刺激臭がします。腐ったピーナッツバターのような匂いです。」
これらのプレソーラー粒子は、太陽が形成される前に、全く異なる化学組成を持つ環境で形成されました。研究者たちはサンプルを質量分析計に挿入し、様々な同位体の濃度を調べることができました。
ネオン21のような同位体は、隕石が銀河宇宙線に衝突された際に生成されます。特定の同位体の濃度から、岩石が宇宙線に衝突されてからどれくらいの時間が経過したかを推定することができます。
「これらの宇宙線の一部は物質と相互作用して新しい元素を形成します。そして、宇宙線にさらされる時間が長ければ長いほど、より多くの元素が形成されます」とヘック氏は説明した。「プレソーラー粒子中に、これらの新しい宇宙線によって生成された元素がどれだけ存在するかを測定することで、その粒子が宇宙線にさらされた期間、つまりその粒子の年齢を知ることができます。」
科学者たちは、カール・セーガンとジョニ・ミッチェルが正しかったという証拠を発見した。私たちは皆、星のかけらでできているのだ。
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マーチソン隕石には十分な量のネオン21が蓄積されており、その最も古い部分は55億年以上前のものであることが判明しました。しかし、粒子の大部分は46億年から49億年前のものであり、これは46億年前の太陽形成よりも前の時代です。
プレソーラー粒子は、恒星で生成された物質が死にゆく恒星から放出され、星間物質と混ざり合うことで形成されます。したがって、マーチソン隕石に含まれる最も古い粒子は、55億年前の古代の恒星で生成されたと考えられます。
研究者たちは、これらの粒子の一部は70億年前に形成された恒星で発生したと推測しており、当時は天の川銀河の一部で現在よりも星形成が活発に行われていた時期だ。
「銀河の星形成率は一定だと考える人もいます」とヘック氏は述べた。「しかし、これらの粒子のおかげで、隕石のサンプルから、70億年前に私たちの銀河系で星形成が活発だった時期の直接的な証拠が得られるようになりました。これは私たちの研究の重要な発見の一つです。」®
