Wissenschaftler haben kürzlich das älteste Material der Erde identifiziert: Sternenstaub, der 7 Milliarden Jahre alt ist und in einem massiven, felsigen Meteoriten versteckt ist, der vor einem halben Jahrhundert unseren Planeten getroffen hat.
Dieser uralte interstellare Staub, der aus präsolaren Körnern (Staubkörnern vor unserer Sonne) besteht, wurde in den letzten Phasen ihres Lebens von sterbenden Sternen ins Universum gerissen. Ein Teil dieses Staubes brachte schließlich eine Fahrt mit einem Asteroiden zur Erde, der den Murchison-Meteoriten hervorbrachte, einen massiven, 220 Pfund schweren. (100 Kilogramm) Gestein, das am 28. September 1969 in der Nähe von Murchison, Victoria, in Australien, gefallen ist.
Eine neue Analyse von Dutzenden von präsolaren Körnern aus dem Murchison-Meteoriten ergab eine Reihe von Altersgruppen, die von etwa 4 Millionen Jahren älter als unsere vor 4,6 Milliarden Jahren gebildete Sonne bis zu 3 Milliarden Jahre älter als unsere Sonne waren, berichteten Forscher in einer neuen Studie .
Obwohl das Universum reich an schwimmendem Sternenstaub ist, wurden in den Gesteinen der Erde noch nie präsolare Körner gefunden. Das liegt daran, dass Plattentektonik, Vulkanismus und andere planetarische Prozesse den gesamten präsolaren Staub erhitzten und umwandelten, der sich möglicherweise während der Entstehung der Erde angesammelt hat, sagte der leitende Studienautor Philipp Heck, der stellvertretende Kurator für Meteoritik und Polarforschung von Robert A. Pritzker am Field Museum of Natural Geschichte in Chicago.
Wenn sich große, verwaiste Weltraumfelsen bilden - wie der Asteroid, der Murchison produziert hat - können auch sie alten interstellaren Staub aufnehmen. Aber im Gegensatz zu dynamischen Planeten ist Murchisons Eltern-Asteroid "ein fast inertes Stück Gestein, das sich aus dem Sonnennebel gebildet hat und sich seitdem nicht verändert hat", so dass die präsolaren Körner nicht zu einer anderen Art von Mineral gekocht wurden, sagte Heck Live Science.
Die meisten präsolaren Körner sind etwa 1 Mikron lang oder sogar noch kleiner. Die Körner, die die Wissenschaftler für die Studie analysierten, waren jedoch viel größer und lagen zwischen 2 und 30 Mikrometern.
"Wir nennen sie 'Felsbrocken'", sagte Heck. "Wir können sie mit einem optischen Mikroskop sehen."
Stellar "Babyboom"
Für die Studie untersuchten Heck und seine Kollegen 40 dieser sogenannten Felsbrocken aus Murchison, zermahlen Meteoritenstücke und fügten Säure hinzu, die Mineralien und Silikate löste und die säurebeständigen präsolaren Körner enthüllte.
"Ich vergleiche es immer damit, den Heuhaufen niederzubrennen, um die Nadel zu finden", sagte Heck.
Die Forscher verwendeten eine Datierungstechnik, mit der die Exposition der Körner gegenüber kosmischen Strahlen während ihrer interstellaren Reise über Milliarden von Jahren gemessen wurde. Im Weltraum gehen hochenergetische Partikel aus verschiedenen Quellen aus und bombardieren und durchdringen feste Objekte, die vorbeiziehen. Diese kosmischen Strahlen reagieren mit Gesteinen und bilden neue Elemente, die sich im Laufe der Zeit ansammeln. Durch Messung der Menge verschiedener Elemente in präsolaren Körnern können Wissenschaftler abschätzen, wie lange der Staub in kosmischen Strahlen gebadet hat.
Stellen Sie sich das so vor: Stellen Sie sich vor, Sie stellen während eines Regensturms einen Eimer nach draußen. Solange der Regen gleichmäßig fällt, können Sie anhand der gesammelten Regenmenge berechnen, wie lange der Eimer draußen war, erklärte Heck.
Die meisten Körner - etwa 60% - stammten vor etwa 4,6 bis 4,9 Milliarden Jahren. Eine mögliche Erklärung dafür, warum es in diesem Alter so viele Körner gab, ist, dass sie alle das Ergebnis eines "kleinen Babybooms" der Sterngeburt in unserer Galaxie waren, der vor etwa 7 Milliarden Jahren stattfand.
"Und dann dauerte es ungefähr zwei bis zweieinhalb Milliarden Jahre, bis diese Sterne staubproduzierend wurden", erklärte Heck. "Wenn sich ein Stern bildet, produziert er keinen Staub. Während des größten Teils seines Lebens produziert der Stern keinen Staub. Die Sterne produzieren erst am Ende ihres Lebens Staub."
Diese Entdeckung stützt Erkenntnisse anderer Astronomen, die auf einen dramatischen Anstieg der Sternentstehung vor etwa 7 Milliarden Jahren hinweisen, berichteten die Forscher.
Außerdem reisten viele der Körner nicht alleine durch den Weltraum. sie reisten als Klumpen, "fast wie Müslihaufen", so Heck. Obwohl es ungewiss ist, was diese Körner gebunden hat, haben andere Studien gezeigt, dass einige präsolare Körner mit einem klebrigen Film aus organischer Substanz beschichtet sind, der diese Cluster zusammenkleben könnte, sagte Heck.
Riecht nach Wissenschaft
Das Mahlen und Analysieren von Weltraumgesteinsstücken stellte die Forscher auch vor ein ungewöhnliches Nebenprodukt - einen starken und sehr stechenden Geruch. Die Paste aus gemahlenem Meteoriten hat einen Gestank "wie faule Erdnussbutter" freigesetzt, sagte die Co-Autorin der Studie, Jennika Greer, eine Doktorandin am Field Museum und der University of Chicago, in einer Erklärung.
"Ich habe noch nie faule Erdnussbutter gerochen", sagte Heck zu Live Science. "Aber es roch wirklich stark."
Ein anderer Meteorit, der kürzlich in die Sammlung des Feldmuseums aufgenommen wurde, der Aguas Zarcas aus Costa Rica oder der "kosmische Schlammballmeteorit", soll nach gekochtem Rosenkohl riechen. Flüchtige organische Verbindungen in felsigen Meteoriten, die abiotisch sind - nicht von lebenden Organismen gebildet -, erzeugen diese charakteristischen Gerüche, wenn sie erhitzt oder aufgelöst werden, sagte Heck.
Und Murchison war ein besonders stinkender Meteorit, sagte Heck. Als er 2019 zum 50. Jahrestag der Landung des Meteoriten die Stadt Murchison besuchte, sprach er mit Menschen, die das Ereignis miterlebt oder Fragmente des Weltraumgesteins gesammelt hatten. Viele von ihnen hatten Geschichten über das charakteristische Aroma des Meteoriten zu erzählen.
"Sie sagten, die ganze Stadt rieche nach Brennspiritus, einem sehr starken organischen Geruch", sagte Heck. "Sogar diejenigen, die den Meteoriten selbst nicht gesehen hatten - sie haben ihn gerochen."
Die Ergebnisse wurden heute (13. Januar) online in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht.
