"Die Gesamtzahl der Sterne im Universum ist größer als alle Sandkörner an allen Stränden des Planeten Erde", sagte Carl Sagan in seiner legendären TV-Serie Kosmos. Aber wenn zwei dieser Körner aus einer Silizium-Sauerstoff-Verbindung bestehen, die Silica genannt wird, und sie tief in alten Meteoriten gefunden wurden, die aus der Antarktis geborgen wurden, können sie es sehr gut sein von ein Stern… möglicherweise sogar derjenige, dessen explosiver Zusammenbruch die Bildung des Sonnensystems selbst auslöste.
Forscher der Washington University in St. Louis haben mit Unterstützung des McDonnell Center for the Space Sciences die Entdeckung von zwei mikroskopisch kleinen Siliciumdioxidkörnern in primitiven Meteoriten angekündigt, die aus zwei verschiedenen Quellen stammen. Diese Entdeckung ist überraschend, da Kieselsäure - heute einer der Hauptbestandteile von Sand auf der Erde - nicht zu den Mineralien gehört, von denen angenommen wird, dass sie sich in der frühen zirkumstellaren Materialscheibe der Sonne gebildet haben.
Stattdessen wird angenommen, dass die beiden Kieselsäurekörner von einer einzigen Supernova erzeugt wurden, die das frühe Sonnensystem mit seinem abgelegten Material besiedelte und dazu beitrug, die eventuelle Bildung der Planeten in Gang zu setzen.
Laut einer Pressemitteilung der Washington University "ist es ein bisschen so, als würde man die Geheimnisse der Familie kennenlernen, die im 19. Jahrhundert in Ihrem Haus lebte, indem man Staubpartikel untersucht, die sie in Rissen in den Dielen zurückgelassen haben."
Bis in die 1960er Jahre glaubten die meisten Wissenschaftler, dass das frühe Sonnensystem so heiß wurde, dass präsolares Material nicht überleben konnte. 1987 entdeckten Wissenschaftler der Universität von Chicago winzige Diamanten in einem primitiven Meteoriten (solche, die nicht erhitzt und überarbeitet worden waren). Seitdem haben sie Körner von mehr als zehn anderen Mineralien in primitiven Meteoriten gefunden.
Die Wissenschaftler können sagen, dass diese Körner von alten Sternen stammen, weil sie sehr ungewöhnliche Isotopensignaturen haben und verschiedene Sterne unterschiedliche Anteile an Isotopen produzieren.
Aber das Material, aus dem unser Sonnensystem hergestellt wurde, wurde gemischt und homogenisiert, bevor sich die Planeten bildeten. Alle Planeten und die Sonne haben also fast die gleiche „solare“ Isotopenzusammensetzung.
Meteoriten, von denen die meisten Asteroidenstücke sind, haben ebenfalls die solare Zusammensetzung, aber tief in den primitiven sind reine Proben von Sternen eingeschlossen, und die Isotopenzusammensetzungen dieser präsolaren Körner können Hinweise auf ihre komplexen nuklearen und konvektiven Prozesse liefern.
Einige Modelle der Sternentwicklung sagen voraus, dass Kieselsäure in den kühleren Außenatmosphären von Sternen kondensieren könnte, andere sagen, dass Silizium durch die Bildung von magnesium- oder eisenreichen Silikaten vollständig verbraucht würde und keine Kieselsäure bilden würde.
"Wir wussten nicht, welches Modell richtig war und welches nicht, weil die Modelle so viele Parameter hatten", sagte Pierre Haenecour, ein Doktorand in Erd- und Planetenwissenschaften an der Washington University und der erste Autor eines Papiers, das in veröffentlicht wurde die 1. Mai Ausgabe von Astrophysical Journal Letters.
Unter der Anleitung der Physikprofessorin Dr. Christine Floss, die 2009 einige der ersten Siliciumdioxidkörner in einem Meteoriten fand, untersuchte Haenecour Scheiben eines primitiven Meteoriten, der aus der Antarktis zurückgebracht wurde, und lokalisierte ein einzelnes Siliciumdioxidkorn aus 138 präsolaren Körnern. Das Korn, das er fand, war reich an Sauerstoff-18, was darauf hinweist, dass es sich um eine Kernkollaps-Supernova handelt.
Als Haenecour und sein Team zusammen mit einem anderen mit Sauerstoff 18 angereicherten Siliciumdioxidkorn, das von einem Doktoranden Xuchao Zhao in einem anderen Meteoriten identifiziert wurde, herausfanden, machten sie sich daran herauszufinden, wie sich solche Siliciumdioxidkörner in den kollabierenden Schichten eines sterbenden Sterns bilden könnten. Sie fanden heraus, dass sie die Sauerstoff-18-Anreicherung der beiden Körner durch Mischen kleiner Materialmengen aus den sauerstoffreichen inneren Zonen eines Sterns und der sauerstoffreichen 18-Helium / Kohlenstoff-Zone mit großen Materialmengen aus dem äußeren Wasserstoff reproduzieren konnten Umschlag der Supernova.
Tatsächlich, sagte Haenecour, war die Mischung, die die Zusammensetzung der beiden Körner erzeugte, so ähnlich, dass die Körner möglicherweise aus derselben Supernova stammten - möglicherweise aus derselben, die den Zusammenbruch der Molekülwolke auslöste, die unser Sonnensystem bildete.
"Es ist ein bisschen so, als würde man die Geheimnisse der Familie kennenlernen, die im 19. Jahrhundert in Ihrem Haus lebte, indem man Staubpartikel untersucht, die sie in Rissen in den Dielen zurückgelassen haben."
Antike Meteoriten, einige mikroskopisch kleine Körner aus Sternensand und a Menge von Laborarbeit ... es ist ein Beispiel für kosmische Forensik von seiner besten Seite!
Quelle: Washington University in St. Louis
