Små partiklar av meteoriter med delar av kväve och väte. Bildkredit: Henner Busemann. Klicka för att förstora
När solsystemet först bildades för miljarder år sedan, samlades organiska molekyler – livets byggstenar – till den blandning som fortsatte att skapa planeterna. Forskare från Carnegie Institution har utvecklat en teknik för att hitta dessa små organiska partiklar gömda inuti meteoriter. Dessa meteoriter har överlevt sedan bildandet av solsystemet, så det gör det möjligt för forskare att spåra fördelningen av organiskt material och de processer de gick igenom när planeterna bildades.
Liksom ett interplanetärt rymdskepp som transporterar passagerare har meteoriter länge misstänkts för att transportera relativt unga livsingredienser till vår planet. Med hjälp av nya tekniker har forskare vid Carnegie Institution's Department of Terrestrial Magnetism upptäckt att meteoriter kan transportera andra, mycket äldre passagerare som väl primitiva, organiska partiklar som uppstod för miljarder år sedan, antingen i interstellärt rymden eller i solens yttre delar. systemet när det började smälta samman från gas och damm. Studien visar att meteoriternas moderkroppar - de stora föremålen från asteroidbältet - innehåller primitivt organiskt material som liknar det som finns i interplanetära dammpartiklar som kan komma från kometer. Fyndet ger ledtrådar om hur organiskt material distribuerades och bearbetades i solsystemet under denna sedan länge svunnen era. Verket publiceras i numret av Science den 5 maj 2006.
'Atomer av olika grundämnen finns i olika former, eller isotoper, och de relativa proportionerna av dessa beror på de miljöförhållanden under vilka deras bärare bildades, såsom värmen som uppstår, kemiska reaktioner med andra grundämnen och så vidare,' förklarade huvudförfattaren Henner Busemann. 'I den här studien tittade vi på de relativa mängderna av olika isotoper av väte (H) och kväve (N) associerade med små partiklar av olösligt organiskt material för att bestämma de processer som producerade den mest orörda typen av meteoriter som är kända. Det olösliga materialet är väldigt svårt att bryta ner kemiskt och överlever även mycket hårda syrabehandlingar.”
Forskarna använde en mikroskopisk avbildningsteknik för att analysera den isotopiska sammansättningen av olösligt organiskt material från sex kolhaltiga kondritmeteoriter - den äldsta kända typen. Den relativa andelen isotoper av kväve och väte som är associerade med det olösliga organiska materialet fungerar som 'fingeravtryck' och kan avslöja hur och när kolet bildades. Den isotop av kväve som oftast finns i naturen är 14N; dess tyngre syskon är 15N. Olika mängder av 15N, förutom en tyngre form av väte som kallas deuterium, (D), tillåter forskare att se om en partikel är relativt oförändrad från den tidpunkt då solsystemet först bildades.
'De kontrollanta tecknen är massor av deuterium och 15N kemiskt bundna till kol,' kommenterade medförfattaren Larry Nittler. 'Vi har till exempel vetat under en tid att interplanetära stoftpartiklar (IDP), som samlats in från högtflygande flygplan i den övre atmosfären, innehåller enorma överskott av dessa isotoper, vilket förmodligen tyder på rester av organiskt material som bildats i det interstellära mediet. IDP:erna har andra egenskaper som indikerar att de har sitt ursprung på kroppar - kanske kometer - som har genomgått mindre allvarlig bearbetning än de asteroider som meteoriterna kommer från.'
Forskarna fann att vissa meteoritprover, när de undersöks i samma små skalor som interplanetära dammpartiklar, faktiskt har liknande eller till och med högre förekomster av 15N och D än de som rapporterats för internflyktingar. 'Det är fantastiskt att orörda organiska molekyler associerade med dessa isotoper kunde överleva de hårda och tumultartade förhållandena som finns i det inre solsystemet när meteoriterna som innehåller dem samlades', reflekterade medförfattaren Conel Alexander. 'Det betyder att föräldrakropparna - kometerna och asteroiderna - av dessa till synes olika typer av utomjordiskt material är mer lika till sitt ursprung än man tidigare trott.'
'Tidigare kunde vi bara utforska minutprover från internflyktingar. Vår upptäckt tillåter oss nu att utvinna stora mängder av detta material från meteoriter, som är stora och innehåller flera procent kol, istället för från internflyktingar, som är i storleksordningen en miljon miljoner gånger mindre massiva. Detta framsteg har öppnat ett helt nytt fönster för att studera denna svårfångade tidsperiod”, avslutade Busemann.
Ursprunglig källa: Carnegie institution