De aanwezigheid van de edelgassen helium en neon in oeroude, microscopische kristallen, tekent een beeld van de actieve beginjaren van onze zon.

Ongeveer 4,6 miljard jaar geleden ‘knalde’ ze tot leven, onze zon – zo’n 50 miljoen jaar vóór de aarde vormde. Omdat de zon zoveel ouder is dan onze aardbol, is het lastig fysieke aanwijzingen te vinden over de beginjaren van het o zo belangrijke hemellichaam.

Dat maakt de recente vondst van kleine, oeroude kristallen, zo bijzonder. Deze hibonietkristallen, miljarden jaren opgesloten in meteorieten, onthullen dat het er tijdens de ‘peuterjaren’ van de zon behoorlijk heftig aan toe moet zijn gegaan, zo schrijven onderzoekers in Nature Astronomy.

Lees ook: Oorzaak gevonden van mysterieuze bolling in Venus’ wolkendek

Klein maar fijn

De onderzoekers bestudeerden oeroude, ijzig blauwe hibonietkristallen die jarenlang zaten opgesloten in meteorieten. Meer dan 4,5 miljard jaar oud zijn ze, en een paar van de eerste mineralen die in ons zonnestelsel werden gevormd.

Hun leeftijd maakt ze bijzonder waardevol. Deze kristallen ‘waren er namelijk bij’ toen de zon haar ‘kinderjaren’ doormaakte. Blijkbaar ging het er heftig aan toe. Hoewel de hibonietkristallen klein zijn, minder dan 0,1 millimeter in doorsnede, bevatten ze nog steeds de vluchtige edelgassen die al die jaren geleden door de intense straling van de zon geproduceerd werden.

Actieve jeugd

In haar early days, nog vóór de planeten ontstonden, was het zonnestelsel niet meer dan de zon met daaromheen een gigantische, ronddraaiende disk van gas en ruimtestof – de protoplanetaire schijf. Met temperaturen boven de 1500 graden Celsius was dat gebied rond de zon heel erg heet. Ter vergelijking: de temperatuur van Venus, onze heetste buurplaneet, bedraagt slechts 450 °C.

Sterrenkundige Simon Portegies-Zwart (Universiteit Leiden) vindt het onderzoek erg interessant. “Het duidt op een vroege verhitting van de protoplanetaire schijf. Nog vóórdat er planeten waren en de zon net met waterstoffusie begon”, vertelt hij. “De oorsprong van de vroege verhitting of hoe lang deze periode duurde, is minder duidelijk”, voegt de sterrenkundige toe.

De beetjes helium en neon zijn de eerste concrete aanwijzingen voor de actieve kinderjaren van onze zon.

Toen de disk afkoelde, werden de eerste mineralen gevormd – waaronder de ijsblauwe hibonietkristallen. Na hun ontstaan, werden ze door de zon gebombardeerd met protonen en andere subatomaire deeltjes. Dit zorgde ervoor dat atomen in de hibonieten, zoals calcium en aluminium, werden opgesplitst in kleinere atomen, zoals helium en neon. Die edelgassen bleven opgesloten in het hiboniet, dat, vast in meteorieten, uiteindelijk op aarde terechtkwam.

Nieuwste apparatuur

Het is niet de eerste keer dat wetenschappers zich tot meteorieten wenden met de hoop te leren over de kinderjaren van de zon. Wel is het voor het eerst dat er daadwerkelijk iets wordt gevonden. Het team onderzocht de kristallen met de nieuwste apparatuur, waaronder een hightech massaspectrometer, die ook de edelgassen oppikte.

Behalve dat de bevindingen aantonen dat de protoplanetaire schijf aan intense straling werd blootgesteld, laten ze ook zien dat deze actieve fase tijdelijk was. “In jongere materialen zien we geen aanwijzingen voor dergelijke processen”, vertelt hoofdauteur Levke Kööp in een persbericht. Hoe dat komt, is nog onduidelijk. Mogelijk verminderde simpelweg de activiteit van de zon, of kon jonger materiaal niet door de disk in het stralingsgebied komen.

Hoewel de bevindingen dus zeer interessant zijn, hebben de onderzoeker nog niet alle antwoorden. “Ik blijf met meer vragen zitten dan dat ik opgelost zie, maar zo is wetenschap soms”, besluit Portegies-Zwart. Laat het vervolgonderzoek dus maar komen.

Bronnen: Nature Astronomy via EurekAlert!

Beeld: NASA/SDO; Field Museum, University of Chicago, NASA, ESA, E. Field (STScl)

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!