Meteoriten enthalten mehr Sternenstaub als gedacht

  • 15. August 2017

Verbessertes Verfahren für die Sternenstaubanalyse entwickelt.

Auch kleinste Staubkörner können Geschichten erzählen. Vor allem, wenn sie aus dem Welt­all stammen. Meteo­rite ent­halten kleine Mengen Sternen­staub, der seinen Ursprung in alternden, sich auf­lösenden Sternen hat und älter als unser Sonnen­system ist. Dieser Sternen­staub ist Teil des Roh­stoffs, aus dem vor etwa 4,6 Milli­arden Jahren unsere Planeten und die Astero­iden ent­standen sind. Peter Hoppe und sein Team am MPI für Chemie konnten nun heraus­finden, dass viele der Silikat-Sternen­staub­körner in den Meteo­riten viel kleiner sind als bisher ange­nommen. Viele von ihnen sind des­halb bei bis­he­rigen Unter­suchungen vermut­lich über­sehen worden, sodass die Wissen­schaftler davon aus­gehen, dass die Masse der Silikat-Sternen­staub­körner in den Meteo­riten min­destens doppelt so groß ist als bisher gedacht.

Meteoritenanalyse

Abb.: Im Bild (b) erkennt man als Hotspot ein etwa 130 Nano­meter großes Silikat-Sternen­staub­korn. Viele Sternen­staub­körner dieser Größe werden erst dank des ver­klei­ner­ten Ionen­strahls sicht­bar. (Bild: P. Hoppe, MPIC / NPG)

Die Wissenschaftler gelangten zu den neuen Erkenntnissen, indem sie ihre Unter­suchungs­methode ver­än­derten. Mit­hilfe der NanoSIMS-Ionen­sonde fertigten die Forscher wie gewohnt „Land­karten“ von dünn­ge­schlif­fenen Meteo­riten­proben an. Im Sub­mikro­meter­bereich wird dabei die Ver­tei­lung der Häufig­keit bestimmter Isotope gemessen. Dazu wird die Probe mit einem fokus­sierten Ionen­strahl abge­rastert und die dabei aus der Probe heraus­ge­schla­genen Teil­chen massen­spektro­metrisch analy­siert. Doch für die neue Ent­deckung war der übliche Ionen­strahl mit seinen hundert Nano­metern noch zu breit.

„Bisher konnten nur Sternenstaubkörner mit einer Größe von min­des­tens etwa zwei­hundert Nano­metern zuver­lässig gefunden werden. Wir haben den Ionen­strahl für unsere Unter­suchungen ver­kleinert und konnten so noch viele kleinere Sternen­staub­körner sicht­bar machen“, erläutert Hoppe. Diese Methode sei bisher immer als zu inef­fi­zient zur Proben­ver­messung ange­sehen worden, erklärt er weiter. „Mit der her­kömm­lichen, gröberen Methode kann man zehn­mal mehr Fläche in der gleichen Zeit abscannen.“

Die Forscher wurden für ihre Geduld belohnt und fanden in den Isotopen­bildern der Meteo­riten­dünn­schliffe unge­ahnt viele „Hot­spots“ mit anomalen Isotopen­häufig­keiten, über die sich der Silikat-Sternen­staub bemerk­bar macht. „Offen­sicht­lich sind viele der Silikat-Sternen­staub­körner kleiner, als bisher gedacht. Mit der bis­herigen Methode sind meteo­ri­tische Sternen­staub­körner mit einer Größe von weniger als etwa zwei­hundert Nano­metern größten­teils nicht ent­deckt worden“, schluss­folgert Peter Hoppe.

Aufbauend auf den neuen Ergebnissen lässt sich vermuten, dass der Silikat-Sternen­staub einige Prozent des Staubs in der inter­stellaren Urmasse unseres Sonnen­systems aus­machte. Damit legt die Ent­deckung der Forscher den Schluss nahe, dass Silikat-Sternen­staub ein noch wich­ti­gerer Bau­stein für die Ent­stehung unseres Sonnen­systems war, als bis­lang gedacht.

MPIC / RK

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