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Sternenstaub
in Acfer 094
Redaktion
astronews.com
1. Oktober 2004
Sternenstaub findet sich gewöhnlich nur in sehr kleinen Mengen in primitiver
Materie unseres Sonnensystems. Mit einer neuartigen Technik ist es Forschern am
Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz jetzt gelungen, hohe Konzentrationen an
Silikat- und Spinellstaub, der vor mehr als 4,6 Milliarden Jahren in den Winden
von Roten Riesensternen kondensiert ist, in einem Wüstenmeteoriten zu
identifizieren.
Sauerstoff-Isotopenzusammensetzung in einem Gebiet der Größe 9
mal 9 Quadratmikrometer im Acfer 094-Meteoriten. Der
Sternenstaub (im Zentrum der Kreise) zeigt eine markante
Erhöhung des sehr seltenen Isotops mit der Massenzahl 17
(verglichen mit der Sauerstoff-Isotopenzusammensetzung im
Sonnensystem) Bild: Max-Planck-Institut für Chemie |
Als unser Sonnensystem vor etwa 4,6 Milliarden Jahren durch den Kollaps einer
interstellaren Gas- und Staubwolke entstand, wurde der größte Teil des
präsolaren Staubs durch die dabei freigesetzte Wärme zerstört. Relikte des
präsolaren Staubs finden sich heute nur noch in kleinen, thermisch wenig
veränderten planetaren Körpern.
Erstmals gelang es 1987 präsolaren Staub in Form
von Siliziumkarbid und Nanodiamanten in primitiven Meteoriten nachzuweisen.
Während das sehr seltene Siliziumkarbid (einige Tausendstel Promille des
Meteoritenmaterials) unstrittig Sternenstaub repräsentiert, konnte der Anteil
des Sternenstaubs an den in größerer Konzentration vorkommenden Nanodiamanten
bis heute nicht bestimmt werden.
Forschern vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz ist es nun gelungen,
sehr hohe Konzentrationen an Sternenstaub in einem Meteoriten namens Acfer 094
zu identifizieren. Dieser Meteorit wurde 1990 in der Sahara gefunden und
repräsentiert eine der primitivsten Materien unseres Sonnensystems. Die von den
Mainzer Forschern gefundenen präsolaren Silikat- und Spinellkörner stellen mehr
als ein Zehntel Promille des Meteoritenmaterials.
"Sternenstaub in einer solch
hohen Konzentration in einem Meteoriten zu finden, hatten wir nicht für möglich
gehalten", so Dr. Peter Hoppe vom Mainzer Max-Planck-Institut. Entscheidend für
das Auffinden der nur 100 bis 600 Nanometer großen Partikel war der Einsatz der NanoSIMS, einer neuartigen Ionenmikrosonde, die erst kürzlich am Mainzer
Max-Planck-Institut in Betrieb genommen wurde. Mit diesem Instrument können
Schliffe von Meteoritengestein systematisch in situ nach Sternenstaub abgesucht
werden. Damit wird das vormals angewandte, sehr aufwändige chemische und
physikalische Separieren von Sternenstaub vermieden.
Isotopenuntersuchungen an Sternenstaub erlauben es, wichtige Erkenntnisse zur
Entstehung der chemischen Elemente sowie der kernphysikalischen Prozesse in
Sternen zu gewinnen. Aus der Sauerstoff-Isotopenzusammensetzung der von den
Mainzer Forschern gefundenen Silikat- und Spinellkörner (unser Bild) konnte
geschlossen werden, dass diese in den Winden Roter Riesensterne kondensiert
sind. Fingerabdrücke der chemischen Evolution unserer Milchstraße finden sich in
der Silizium-Isotopenzusammensetzung der Silikatkörner.
Dies bestätigt frühere
Schlussfolgerungen, die aus Messungen an präsolarem Siliziumkarbid gewonnen
wurden. Anders als in den Muttersternen des Siliziumkarbids wird die
Silizium-Isotopenzusammensetzung in den Muttersternen der präsolaren Silikate im
Verlaufe der stellaren Evolution nur wenig verändert. "Daher kann man die
chemische Evolution von Silizium und anderer Elemente in unserer Milchstraße in
präsolaren Silikaten wesentlich direkter verfolgen", sagt Peter Hoppe.
Die erfolgreiche Identifizierung großer Mengen an Sternenstaub in einem
Meteoriten lässt die Mainzer Forscher zuversichtlich einem weiteren Meilenstein
in der Sternenstaubforschung entgegenblicken: Im Januar 2006 soll die
Stardust-Sonde Kometenstaub, das wohl ursprünglichste Material unseres
Sonnensystems, auf die Erde bringen. Dann, so hoffen die Mainzer Forscher, wird
ihre NanoSIMS dem Sternenstaub weitere Geheimnisse entlocken können.
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