Astronomen, onder wie Carsten Dominik van de Universiteit van Amsterdam, hebben een mogelijke verklaring gevonden voor de aanwezigheid van een bepaald chemisch element in meteorieten. Ze ontdekten met ESA’s Herschel Ruimtetelescoop een stervormingsbied waarin compleet andere chemische verhoudingen heersen dan in elke andere embryonale ster die tot nu toe is bestudeerd. De vermoedelijke oorzaak daarvan, een hoogenergetische sterrenwind, was 4,5 miljard jaar geleden mogelijk ook actief bij onze eigen zon.

Het gaat om OMC2 FIR4, een kraamkamer van nieuwe sterren, nog ingebed in een gasrijke, stoffige wolk, in de buurt van de Orionnevel. “Tot onze grote verrassing vonden we daar een verhouding tussen twee chemische stoffen (eentje gebaseerd op koolstof en zuurstof, de andere op stikstof), die nooit ergens anders is aangetroffen”, zegt dr. Cecilia Ceccarelli van het Institute de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (Frankrijk), die samen met de Amsterdamse hoogleraar Carsten Dominik het onderzoek leidde. 

Sterrenwinden
De astronomen zoeken de verklaring voor deze afwijkende chemie in sterrenwinden. In een extreem koude omgeving kan de waargenomen verhouding ontstaan doordat een van de twee componenten vastvriest op stofdeeltjes, en onmeetbaar wordt. Maar bij relatief ‘hoge’ temperaturen van zo’n -200 graden Celsius, zoals in OMC2 FIR4, kan dit niet kunnen gebeuren. “De meest waarschijnlijke verklaring is een woeste wind van hoogenergetische deeltjes, afkomstig van een of meer van de embryonale sterren in deze kraamkamer”, voegt Ceccarelli toe. 

Normaalgesproken wordt het stikstofhoudende molecuul snel afgebroken in dit soort gebieden. Daardoor is het koolstof/zuurstof-houdende molecuul veel overvloediger aanwezig in stervormingsgebieden. In OMC2 FIR4 lijkt er merkwaardig genoeg een extra sterrenwind met geladen deeltjes te waaien, die ervoor zorgt dat beide chemische stoffen in veel evenwichtiger verhoudingen voorkomen. 

De onderzoekers vermoeden dat ook onze zon in zijn jeugd zo’n hoogenergetische sterrenwind had. In meteorieten – de kosmische boodschappers uit de begintijd van de vorming van ons zonnestelsel – zijn sporen aanwezig die erop duiden dat deze rotsblokken ooit beryllium bevatten. “We hadden geen idee hoe dat kan”, zegt Dominik. “Het beryllium-10-isotoop wordt niet geproduceerd in sterren, zoals veel andere elementen, en ook niet in supernovaexplosies. Maar als ook onze nog jonge zon een sterrenwind had, die heeft geleid tot het ontstaan van het beryllium-10-isotoop, is dit raadsel opgelost. Het beryllium10-isotoop is meteen na het ontstaan opgenomen in de stenen, die later op aarde kwamen als meteorieten.” De nieuwe Herschel-waarnemingen van OMC2 FIR4 lijken dit scenario te bevestigen.

HIFI
“Herschel finds evidence for stellar wind particles in a protostellar envelope: is this what happened to the young Sun?” C. Ceccarelli et al. is gepubliceerd in de juli-editie van Astrophysical Journal Letters. 

Het onderzoek is gebaseerd op waarnemingen met het door ruimteonderzoeksinstituut SRON ontwikkelde Heterodyne Instrument for the Far-Infrared (HIFI) aan boord van Herschel. Het onderzoek is onderdeel van Herschel Guaranteed Time Key Programme Chemical HErschel Surveys of Star forming regions (CHESS).