Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Keimzellen unserer Planeten

31.03.2011
Gut gelandet: Mit dem Meteoriten Murchison kamen refraktäre Metall Nuggets (RMN) aus der Urzeit des Sonnensystems auf die Erde

Staubkörner aus einer unnachahmlichen Mischung verschiedener seltener Metalle waren sehr wahrscheinlich die Keimzellen für die Bildung unserer Planeten.


RMN mit einer Größe von etwa 600 Nanometern umgeben von präsolaren Siliziumkarbid-Kristallen, aufgenommen mit einem Rasterelektronenmikroskop.
Foto: Thomas Berg

Wissenschaftler des Instituts für Physik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben die winzigen Teilchen aus der Urzeit unseres Sonnensystems in einem Meteoriten ausfindig gemacht, der 1969 über Australien niedergegangen ist. Sie konnten die chemische Zusammensetzung analysieren und anhand dieser Messungen rekonstruieren, wie aus einer sich langsam abkühlenden Gaswolke vor rund 4,6 Milliarden Jahren die ersten Feststoffe unseres Sonnensystems entstanden sind.

Eine Arbeit in Kooperation mit Wissenschaftlern der Universität Bayreuth, des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz und Prof. Dr. Herbert Palme vom Naturmuseum Senckenberg in Frankfurt hat die ersten Befunde über die refraktären Metall Nuggets (RMN) bestätigt und präzisiert. Die Ergebnisse wurden Mitte März auf der 42. Lunar and Planetary Science Conference in Houston, USA vorgestellt.

„Es war ein Zufallsfund“ sagt Dr. Thomas Berg heute über die Entdeckung von einigen hundert RMN in einer Gesteinsprobe des Murchison, eines 100 kg schweren Meteoriten aus dem Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. „Man muss wirklich nach der Nadel im Heuhaufen suchen und wir haben Glück gehabt.“ Berg, Mitarbeiter am Institut für Physik der Uni Mainz, hat 2009 in wochenlanger Feinarbeit eine 30-Gramm-Probe des Meteoritengesteins aufbereitet und unter dem Elektronenmikroskop durchforstet. Bei Verdacht auf einen Fund wird das entsprechende Partikel mit einem fokussierten Elektronenstrahl beschossen und das dabei erzeugte Spektrum aus Röntgenstrahlen analysiert. Hieraus lässt sich die chemische Zusammensetzung der Teilchen bestimmen. „Die ersten RMN wurden 1976 entdeckt und seither gibt es die Vermutung, dass es sich um ursprüngliche Kondensate aus der Kinderstube des Sonnensystems handelt. Aber es waren einfach zu wenige für eine solide Untersuchung.“ Während in den 35 Jahren seit dem ersten Fund nur einige Dutzend RMN entdeckt wurden, hat Berg auf einen Schlag fast 500 dieser extrem seltenen Metallkörnchen ausfindig gemacht.

Diese Teilchen, die kleiner sind als ein tausendstel Millimeter und eine gleichmäßige, annähernd kugelrunde Form haben, sind wie ein Film aus den Anfängen unseres Sonnensystems: Sie zeigen, wie sich die allerersten festen Bestandteile gebildet haben, aus denen über Jahrmillionen die Planeten, ihre Monde und Asteroiden wurden. „Das Phantastische ist, dass sich unsere RMN seit ihrer Entstehung aus dem solaren Nebel nicht verändert haben“, sagt Berg mit einem Hinweis darauf, dass die meisten Meteoriten unter dem Einfluss von Wasser und hohen Temperaturen verändert wurden. „Wir haben hier also die ursprünglichste Materie aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems in den Händen.“

Dank der großen Anzahl und der unterschiedlichen Zusammensetzungen der gefundenen Metallteilchen konnten die Wissenschaftler rekonstruieren, wie sich die Gaswolke des solaren Nebels von ehemals etwa 1700 Grad Celsius abgekühlt hat, nämlich um maximal 0,5 Grad pro Jahr in der Entstehungsregion der erdähnlichen Planeten. „Unsere Daten sind im übertragenen Sinne ein Thermometer für die früheste Phase des Sonnensystems.“ Die enthaltenen Metalle, die mit dem Meteoriten auf die Erde kamen, gehörten wegen ihrer hohen Kondensationstemperaturen von über 1300 Grad Celsius zu den ersten Stoffen, die aus dem solaren Nebel in die feste Phase übergegangen sind. In ihrer Zusammensetzung sind die RMN einmalig: Wolfram, Osmium, Iridium und Molybdän ergeben eine extrem stabile Legierung, die in dieser Form in keinem Labor der Erde hergestellt werden könnte.

In aktuellen Untersuchungen an der Uni Mainz und am MPI für Chemie wird diesen Metallpartikeln, die auch starken Säuren widerstehen, jetzt in Dünnschliffen des Meteoriten zu Leibe gerückt, um sie so anschließend in ihrer ursprünglichen Umgebung mit Hilfe eines Transmissions-Elektronen-Mikroskops weiter zu untersuchen. Hierdurch sollte es möglich sein, weitere Eigenschaften des solaren Nebels zu rekonstruieren und so letztendlich die ersten Schritte der Planetenbildung besser zu verstehen.

Veröffentlichungen:
Berg, T. et al.: Direct Evidence for Condensation in the Early Solar System and Implications for Nebular Cooling Rates, The Astrophysical Journal Letters 702, L172-L176, 2009.

Thomas Berg, Ulrich Ott und Herbert Palme: Die älteste Materie des Sonnensystems, Sterne und Weltraum, Ausgabe 5/2010, Seiten 28-37.

Dennis Harries, Thomas Berg, Herbert Palme und Falko Langenhorst: The Structure of Refractory Metal Alloys, Condensates from the Early Solar Nebula, 42nd Lunar and Planetary Science Conference (2011).

Weitere Informationen:
Dr. Thomas Berg
Physik der Kondensierten Materie (KOMET334, AG Prof. Schönhense)
Institut für Physik
Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU)
D 55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-25172
Fax +49 6131 39-23807
E-Mail: bergt@uni-mainz.de

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-mainz.de
http://www.komet334.physik.uni-mainz.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt
17.10.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Vorhersagen bestätigt: Schwere Elemente bei Neutronensternverschmelzungen nachgewiesen
17.10.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz