|
Als unser Sonnensystem vor ca. 4,6
Milliarden Jahren aus dem Kollaps einer interstellaren Gas- und
Staubwolke entstand, wurde ein großer Teil der ursprünglich
vorhandenen präsolaren Materie - also Sternenstaub und interstellarer
organischer Staub - durch die dabei freigesetzte Wärme zerstört oder
verändert. Relikte dieser präsolaren Materie finden sich heute nur
noch in kleinen, thermisch wenig veränderten planetaren Körpern, wie
Kometen und Asteroiden. Über Meteorite und interplanetare
Staubteilchen gelangt dieses Material auch zu uns auf die Erde, wobei
man annimmt, dass Kometen das ursprünglichste Material in unserem
Sonnensystem darstellen.
|
|
|
Abb.: Lokale
Anreicherungen (gelb) des Isotops Stickstoff-15 in unlöslichem
organischen Material aus dem EET 92042-Meteoriten. Diese "Hotspots"
zeugen von chemischen Prozessen in der interstellaren Wolke, aus
der unser Sonnensystem vor 4,6 Milliarden Jahren entstanden ist.
Bild:
Max-Planck-Institut für Chemie |
Ein Teil der interplanetaren
Staubteilchen stammt vermutlich aus Kometen, findet man in diesen doch
vergleichsweise große Mengen an Sternenstaub und organischer Materie
interstellaren Ursprungs. Letztere könnte eine wichtige Quelle von
präbiotischen Molekülen, den Bausteinen für die Entstehung von Leben
auf der Erde, gewesen sein. Präsolare Materie findet man auch in
primitiven Meteoriten, deren Herkunft im Asteroidengürtel liegt.
Anders als bei den interplanetaren Staubteilchen ist man bisher aber
bei den Meteoriten davon ausgegangen, dass interstellares organisches
Material infolge thermischer Prozesse im Mutterkörper oder im solaren
Nebel stark verändert wurde und dass damit wichtige Informationen über
die ursprünglichen Trägerphasen verloren gegangen sind.
Dem internationalen Forscherteam
vom Carnegie-Institut in Washington, der Harvard-Universität und vom
Mainzer Max-Planck-Institut für Chemie ist es nun erstmals gelungen,
organische Materie, die vermutlich interstellaren Ursprungs ist und
weitestgehend unverändert geblieben ist, auch in Meteoriten
nachzuweisen. Die Identifizierung erfolgte anhand spezifischer
Wasserstoff- und Stickstoff-Isotopensignaturen in kohligen Chondriten,
einer Gruppe der primitiven Meteorite.
Wie das Wissenschaftsmagazin
Science berichtet, fanden die Forscher in den Proben unlöslicher
organischer Materie aus kohligen Chondriten lokal starke
Anreicherungen der seltenen Isotope Deuterium sowie Stickstoff-15, wie
man sie in dieser Größenordnung bisher nur in interplanetaren
Staubteilchen gefunden hat. "Diese Signaturen können durch
Ionen-Molekül-Reaktionen bei tiefen Temperaturen in interstellaren
Wolken erklärt werden", erläutert Peter Hoppe vom Max-Planck-Institut
für Chemie. Für ihre Untersuchungen standen den Forschern zwei
besondere Ionenmikrosonden in Washington und Mainz zur Verfügung. Die
Mainzer NanoSIMS-Ionenmikrosonde, ein so genanntes
Sekundärionen-Massenspektrometer, ermöglicht Isotopenuntersuchungen
mit einer räumlichen Auflösung von weniger als 100 Millionstel
Millimeter (s. Abb.). Wie die Messungen ergaben, sind die
Anreicherungen von Deuterium und Stickstoff-15 räumlich nicht
korreliert, was auf unterschiedliche Entstehungsprozesse und
unterschiedliche organische Trägerphasen hindeutet.
Die Beobachtungen des
amerikanisch-deutschen Forscherteams lassen vermuten, dass die
interstellare organische Materie zu einem Zeitpunkt in den
Asteroidengürtel gelangt ist, als die Temperatur dort bereits
hinreichend niedrig war. Da unverändertes interstellares organisches
Material nicht nur in interplanetaren Staubteilchen sondern auch in
Meteoriten zu finden ist, stehen nun wesentlich größere Mengen dieser
wertvollen kosmischen Materie für detaillierte Laboruntersuchungen zur
Verfügung. Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten, die Bildung
organischer Substanzen und andere chemische Prozesse im interstellaren
Medium zu erforschen. |
