Η δημιουργία του Ήλιου σε 10-20 εκατ. χρόνια

Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων έκανε ένα σημαντικό βήμα στην κατανόηση του τρόπου και του χρόνου σχηματισμού του Ήλιου πριν από περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια.

Η έρευνα, που διεξήχθη στο κέντρο GSI/FAIR στη Γερμανία, ρίχνει νέο φως στη διαδικασία δημιουργίας αστέρων και βοηθά στην καλύτερη κατανόηση της προέλευσης του ηλιακού μας συστήματος. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Nature.

Η διαδικασία σχηματισμού του Ήλιου

Υπολογίζεται ότι ο Ήλιος σχηματίστηκε από ένα τεράστιο νέφος αερίου και σκόνης, γνωστό ως μοριακό νέφος, σε μια διαδικασία που πιθανότατα διήρκεσε μεταξύ 10 και 20 εκατομμυρίων ετών.

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, διάφορα χημικά στοιχεία στο νέφος αλληλεπιδρούσαν μέχρι που γεννήθηκε το άστρο μας. Αυτά τα στοιχεία είχαν παραχθεί σε αρχαία άστρα, που ονομάζονται ερυθροί γίγαντες, τα οποία απελευθέρωσαν τα υλικά τους στο διάστημα στο τέλος της ζωής τους, εμπλουτίζοντας έτσι τα νέφη αερίου.

Ο ρόλος του μολύβδου-205

Για να εκτιμηθεί η διάρκεια αυτής της διαδικασίας, οι επιστήμονες μελετούν συγκεκριμένα ραδιενεργά στοιχεία που δημιουργούνται μόνο σε πολύ συγκεκριμένα στάδια και αφήνουν ένα «αποτύπωμα» σε μετεωρίτες, οι οποίοι σχηματίστηκαν στις πρώτες στιγμές του ηλιακού συστήματος. Ένα από αυτά τα στοιχεία είναι ο μόλυβδος-205, που είναι το κλειδί για την αποκάλυψη της ιστορίας του Ήλιου.

Ο μόλυβδος-205 παράγεται σε άστρα και είναι μοναδικός γιατί σχηματίζεται μόνο υπό συγκεκριμένες συνθήκες. Αυτό τον καθιστά ένα είδος «χρονοσφραγίδας» που επιτρέπει στους επιστήμονες να εκτιμήσουν τον χρόνο που έχει περάσει από τη δημιουργία του Ήλιου.

Ωστόσο, η μελέτη του μολύβδου-205 είναι δύσκολη, καθώς η αποσύνθεσή του είναι εξαιρετικά αργή και δύσκολο να παρατηρηθεί υπό φυσιολογικές συνθήκες στη Γη.

Το πρωτοποριακό πείραμα στο GSI/FAIR

Για να ξεπεραστεί αυτή η δυσκολία, οι επιστήμονες διεξήγαγαν ένα πρωτοποριακό πείραμα στο εργαστήριο GSI/FAIR στη Γερμανία.

Εκεί, χρησιμοποίησαν έναν πειραματικό δακτύλιο αποθήκευσης που τους επέτρεψε να μελετήσουν πώς συμπεριφέρεται το θάλλιο-205 (ένα στοιχείο συγγενικό του μολύβδου-205) υπό ακραίες συνθήκες, παρόμοιες με αυτές που επικρατούν στο διάστημα, όπως θερμοκρασίες εκατομμυρίων βαθμών.

Το εργαστήριο αυτό είναι το μοναδικό στον κόσμο που μπορεί να δημιουργήσει αυτές τις ειδικές συνθήκες, προσομοιώνοντας το περιβάλλον μέσα σε άστρα, όπου παράγονται στοιχεία όπως ο μόλυβδος-205.

Η σημασία της τεχνολογικής εξέλιξης και της συνεργασίας

Η έρευνα απαίτησε δεκαετίες τεχνολογικής εξέλιξης και τη συνεργασία πάνω από 30 ιδρυμάτων από 12 χώρες. Σύμφωνα με τον καθηγητή Yury Litvinov, εκπρόσωπο του πειράματος, αυτό το επίτευγμα ήταν εφικτό χάρη στη συνδυασμένη προσπάθεια πολλών επιστημόνων και στις τεχνολογικές εξελίξεις σε τομείς όπως η παραγωγή και αποθήκευση ατόμων χωρίς ηλεκτρόνια, που είναι απαραίτητη συνθήκη για την παρατήρηση της αποσύνθεσης του θαλλίου-205 στο εργαστήριο.

Με τα δεδομένα από το πείραμα, οι ερευνητές μπορούν να υπολογίσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια πότε και πώς σχηματίστηκε ο μόλυβδος-205 στα άστρα και τελικά έφτασε στο νέφος που γέννησε τον Ήλιο. Αυτό επιτρέπει τον προσδιορισμό του χρονικού πλαισίου για τον σχηματισμό του Ήλιου: γνωρίζουμε πλέον ότι η διαδικασία διήρκεσε περίπου 10 έως 20 εκατομμύρια χρόνια.

Η σημασία της ανακάλυψης

Για τους επιστήμονες, αυτή η ανακάλυψη είναι καθοριστική, καθώς τους επιτρέπει να κατανοήσουν καλύτερα τα βήματα που οδήγησαν στη γέννηση του Ήλιου και τελικά ολόκληρου του ηλιακού συστήματος, συμπεριλαμβανομένου του πλανήτη μας.

Επιπλέον, αυτή η πρόοδος αναδεικνύει τη σημασία των προηγμένων εργαστηρίων όπως το GSI/FAIR, που επιτρέπουν στους ερευνητές να αναπαράγουν και να μελετούν φαινόμενα του διαστήματος υπό συνθήκες εργαστηρίου, όπως αναλύεται από τον Guillermo Carvajal.