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Sternenstaub reist häufiger in Meteoriten mit als gedacht

Mainzer Max-Planck-Forscher entwickeln verbessertes Verfahren für die Sternenstaubanalyse: Viele Sternenstaubkörner in Meteoriten sind bisher vermutlich unentdeckt geblieben.

Auch kleinste Staubkörner können Geschichten erzählen. Vor allem, wenn sie aus dem Weltall stammen. Meteorite enthalten kleinste Mengen sogenannten Sternenstaubs, 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 Meteoriten-Mutterkörper, die Asteroiden, entstanden sind. Peter Hoppe und sein Team am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz konnten nun herausfinden, dass eine Vielzahl der Silikat-Sternenstaubkörner in den Meteoriten viel kleiner ist, 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.

Die Max-Planck-Wissenschaftler gelangten zu den neuen Erkenntnissen, indem sie ihre Untersuchungsmethode veränderten. Mithilfe der NanoSIMS-Ionensonde fertigten die Mainzer 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 100 Nanometern noch zu breit. „Bisher konnten nur Sternenstaubkörner mit einer Größe von mindestens etwa 200 Nanometern zuverlässig gefunden werden. Wir haben den Ionenstrahl für unsere Untersuchungen verkleinert und konnten so noch viele kleinere Sternenstaubkörner sichtbar machen“, erläutert Peter Hoppe, Gruppenleiter am MPI für Chemie. Diese Methode sei bisher immer als zu ineffizient zur Probenvermessung angesehen worden, erklärt er weiter. „Mit der herkömmlichen, gröberen Methode kann man 10-mal 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 200 Nanometer 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 MPI für Chemie Forscher den Schluss nahe, dass Silikat-Sternenstaub ein noch wichtigerer Baustein für die Entstehung unseres Sonnensystems war, als bislang gedacht.

Quelle: Max-Planck-Institut für Chemie

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