In een meteoriet is sterrenstof aangetroffen dat 5 tot 7 miljard jaar oud is. Daarmee is dit waarschijnlijk het oudste materiaal dat ooit op aarde is gevonden. Het is zelfs ouder dan het zonnestelsel, dat 4,6 miljard jaar geleden ontstond. Het sterrenstof is afkomstig uit de Murchison-meteoriet, die vijftig jaar geleden in Australië terechtkwam.
Sterrenstof lijkt een beetje op zand: het is heel fijn, korrelig en bevat piepkleine mineralen. Dertig jaar geleden vonden onderzoekers al mineralen in de Murchison-meteoriet die niet leken op andere mineralen op aarde of elders in het zonnestelsel. De conclusie was dat deze mineralen gevormd moesten zijn voordat het zonnestelsel ontstond. Dit soort mineralen heten presolaire korrels.
Onderzoekers van de Universiteit van Chicago hebben met een nieuwe methode nu de leeftijd van deze korrels bepaald. ‘Dertig jaar geleden was dit niet mogelijk’, zegt Leo Kriegsman, meteorietonderzoeker bij Naturalis. ‘Je hebt hier extreem nauwkeurige apparatuur voor nodig.’
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
Kosmische straling
Voordat het sterrenstof in de meteoriet opgenomen werd, zweefde het door het universum. Het stond toen bloot aan kosmische straling, die voornamelijk uit protonen en heliumkernen bestaat. Als die straling een atoomkern van een mineraal in het sterrenstof raakte, spatte die uit elkaar. Hierdoor ontstonden er zeldzame isotopen in de mineralen; varianten van elementen met een afwijkend aantal neutronen in de kern.
Het team uit Chicago heeft de concentraties van verschillende isotopen van het element neon in de mineralen van het sterrenstof bepaald. Vervolgens keken de onderzoekers hoe lang zo’n mineraal bestraald moet zijn geweest om tot die specifieke isotopenverhouding te komen.
Op het moment dat het sterrenstof in de Murchison-meteoriet terechtkwam, stond het niet meer bloot aan kosmische straling en ontstonden er geen nieuwe isotopen meer in de mineralen. Uit eerder onderzoek bleek dat de Murchinson-meteoriet ongeveer 4,5 miljard jaar geleden is gevormd. Dus van 4,5 miljard jaar geleden tot nu zijn de mineralen niet meer bestraald. Als de bestralingstijd hierbij wordt opgeteld, weten we hoe oud de mineralen in het sterrenstof zijn.
Daaruit volgt dat het sterrenstof in de Murchison-meteoriet 5 tot 7 miljard jaar oud is. Dat is dus een grote onzekerheid: 2 miljard jaar. Dit komt doordat de onderzoekers een schatting moesten maken van de hoeveelheid kosmische straling.
Meer sterrenstof nodig
Of met deze methode ook veel andere meteorieten te onderzoeken zijn, blijft een vraag. Slechts in een paar meteorieten komen presolaire korrels voor en de hoeveelheid korrels daarin is vaak te weinig om de metingen uit te voeren.
‘De meteoriet van Australië is tientallen kilo’s zwaar; die kun je goed gebruiken. Je hebt namelijk tientallen grammen nodig om het sterrenstof te onderzoeken. Hopelijk vinden we nog andere meteorieten waar we deze methode op kunnen toepassen’, zegt Kriegsman.