Kleine deeltjes meteorieten met porties stikstof en waterstof. Klik om te vergroten
Toen het zonnestelsel miljarden jaren geleden voor het eerst werd gevormd, werden organische moleculen - de bouwstenen van het leven - in de mix verwerkt die vervolgens de planeten creëerde. Wetenschappers van het Carnegie-instituut hebben een techniek ontwikkeld om deze kleine organische deeltjes te vinden die verborgen zijn in meteorieten. Deze meteorieten hebben het overleefd sinds de vorming van het zonnestelsel, dus het stelt wetenschappers in staat om de verspreiding van organisch materiaal en de processen die ze doormaakten te volgen terwijl de planeten zich vormden.
Net als een interplanetair ruimteschip dat passagiers vervoert, wordt al lang vermoed dat meteorieten relatief jonge ingrediënten van het leven naar onze planeet overbrengen. Met behulp van nieuwe technieken hebben wetenschappers van het Carnegie Institution's Department of Terrestrial Magnetism ontdekt dat meteorieten andere, veel oudere passagiers kunnen vervoeren, evenals primitieve, organische deeltjes die miljarden jaren geleden zijn ontstaan in de interstellaire ruimte of in de buitenste regionen van de zon systeem zoals het begon samen te smelten door gas en stof. De studie toont aan dat de moederlichamen van meteorieten - de grote objecten van de asteroïdengordel - primitieve organische stof bevatten die lijkt op die in interplanetaire stofdeeltjes die afkomstig kunnen zijn van kometen. De bevinding geeft aanwijzingen over hoe organische stof werd verspreid en verwerkt in het zonnestelsel tijdens dit lang vervlogen tijdperk. Het werk is gepubliceerd in het nummer van Science van 5 mei 2006.
"Atomen van verschillende elementen zijn er in verschillende vormen, of isotopen, en de relatieve verhoudingen hiervan zijn afhankelijk van de omgevingscondities waarin hun dragers gevormd zijn, zoals de aangetroffen hitte, chemische reacties met andere elementen, enzovoort", legt hoofdauteur uit Henner Busemann. “In deze studie keken we naar de relatieve hoeveelheden van verschillende isotopen van waterstof (H) en stikstof (N) geassocieerd met kleine deeltjes onoplosbare organische stof om de processen te bepalen die het meest ongerepte type meteorieten produceerden dat bekend is. Het onoplosbare materiaal is zeer moeilijk chemisch af te breken en overleeft zelfs zeer harde zuurbehandelingen. ”
De onderzoekers gebruikten een microscopische beeldtechniek om de isotopische samenstelling van onoplosbare organische stof van zes koolstofhoudende chondrietmeteorieten te analyseren - het oudste bekende type. Het relatieve aandeel van isotopen van stikstof en waterstof geassocieerd met het onoplosbare organische materiaal fungeert als "vingerafdrukken" en kan onthullen hoe en wanneer de koolstof is gevormd. De isotoop van stikstof die het vaakst in de natuur voorkomt, is 14N; zijn zwaardere broer is 15N. Verschillende hoeveelheden van 15N, naast een zwaardere vorm van waterstof genaamd deuterium, (D), stellen onderzoekers in staat om te zien of een deeltje relatief ongewijzigd is vanaf het moment dat het zonnestelsel zich voor het eerst vormde.
"De veelbetekenende tekens zijn veel deuterium en 15N chemisch gebonden aan koolstof", aldus co-auteur Larry Nittler. “We weten bijvoorbeeld al geruime tijd dat interplanetaire stofdeeltjes (IDP), verzameld uit hoogvliegende vliegtuigen in de bovenste atmosfeer, enorme hoeveelheden van deze isotopen bevatten, wat waarschijnlijk wijst op sporen van organisch materiaal dat zich in het interstellaire medium heeft gevormd. De IDP's hebben andere kenmerken die erop wijzen dat ze afkomstig zijn van lichamen - misschien kometen - die een minder zware bewerking hebben ondergaan dan de asteroïden waaruit meteorieten afkomstig zijn. '
De wetenschappers ontdekten dat sommige meteorietmonsters, wanneer ze op dezelfde kleine schaal worden onderzocht als interplanetaire stofdeeltjes, in feite vergelijkbare of zelfs hogere hoeveelheden van 15N en D hebben dan die gerapporteerd voor IDP's. "Het is verbazingwekkend dat ongerepte organische moleculen die met deze isotopen zijn geassocieerd, in staat waren om de barre en tumultueuze omstandigheden in het binnenste zonnestelsel te overleven toen de meteorieten die ze bevatten samenkwamen", weerspiegelde co-auteur Conel Alexander. 'Het betekent dat de ouderlichamen - de kometen en asteroïden - van deze ogenschijnlijk verschillende soorten buitenaards materiaal meer van oorsprong lijken dan eerder werd aangenomen.'
“Voorheen konden we alleen minuscule monsters van IDP's onderzoeken. Onze ontdekking stelt ons nu in staat om grote hoeveelheden van dit materiaal te extraheren uit meteorieten, die groot zijn en enkele procenten koolstof bevatten, in plaats van uit ontheemden, die in de orde van grootte van een miljoen miljoen keer minder massief zijn. Deze vooruitgang heeft een geheel nieuw venster geopend voor het bestuderen van deze ongrijpbare periode, ”concludeerde Busemann.
Oorspronkelijke bron: Carnegie Institution
