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 Highlight der Halbleiter-Forschung
20.02.2018 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Beobachtung und Kontrolle ultraschneller Prozesse mit Attosekunden-Auflösung
20.02.2018 | Technische Universität München

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: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Periimplantitis: BMBF fördert zahnärztliches Verbund-Projekt mit 1,1 Millionen Euro

21.02.2018 | Förderungen Preise

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics