Małe cząstki meteorytów z porcjami azotu i wodoru. Kliknij, aby powiększyć
Kiedy Układ Słoneczny po raz pierwszy utworzył się miliardy lat temu, cząsteczki organiczne - budulce życia - zostały zmiksowane w mieszankę, która zaczęła tworzyć planety. Naukowcy z Carnegie Institution opracowali technikę znajdowania tych drobnych cząstek organicznych ukrytych w meteorytach. Te meteoryty przetrwały od czasu powstania Układu Słonecznego, więc pozwala naukowcom śledzić rozkład materii organicznej i procesy, które przeszły podczas formowania się planet.
Podobnie jak międzyplanetarny statek kosmiczny przewożący pasażerów, od dawna podejrzewa się, że meteoryty przenoszą na naszą planetę stosunkowo młode składniki życia. Korzystając z nowych technik, naukowcy z Departamentu Magnetyzmu Ziemskiego Carnegie Institution odkryli, że meteoryty mogą przenosić innych, znacznie starszych pasażerów, a także prymitywne cząsteczki organiczne, które powstały miliardy lat temu w przestrzeni międzygwiezdnej lub w zewnętrznych zasięgach Słońca system, ponieważ zaczynał łączyć się z gazem i pyłem. Badanie pokazuje, że ciała macierzyste meteorytów - duże obiekty z pasa asteroid - zawierają prymitywną materię organiczną podobną do tej, która występuje w międzyplanetarnych cząstkach pyłu, które mogą pochodzić z komet. Odkrycie dostarcza wskazówek na temat tego, jak materia organiczna była dystrybuowana i przetwarzana w układzie słonecznym w tej dawno minionej erze. Praca została opublikowana w numerze Science z 5 maja 2006 roku.
„Atomy różnych pierwiastków występują w różnych postaciach lub izotopach, a ich względne proporcje zależą od warunków środowiskowych, w których powstały ich nośniki, takich jak napotkane ciepło, reakcje chemiczne z innymi pierwiastkami i tak dalej” - wyjaśnił główny autor Henner Busemann. „W tym badaniu przyjrzeliśmy się względnym ilościom różnych izotopów wodoru (H) i azotu (N) związanych z drobnymi cząsteczkami nierozpuszczalnej materii organicznej, aby określić procesy, które wytworzyły najbardziej nieskazitelny rodzaj znanych meteorytów. Nierozpuszczalny materiał jest bardzo trudny do rozpadu chemicznego i przetrwa nawet bardzo trudne obróbki kwasem. ”
Naukowcy zastosowali technikę obrazowania mikroskopowego do analizy składu izotopowego nierozpuszczalnej materii organicznej z sześciu węglowych meteorytów chondrytowych - najstarszego znanego typu. Względny udział izotopów azotu i wodoru związanych z nierozpuszczalną materią organiczną działa jak „odciski palców” i może ujawnić, jak i kiedy powstał węgiel. Izotop azotu najczęściej występujący w przyrodzie to 14N; jego cięższe rodzeństwo wynosi 15 N. Różne ilości 15N, oprócz cięższej formy wodoru zwanej deuterem (D), pozwalają badaczom stwierdzić, czy cząstka jest względnie niezmieniona od czasu pierwszego powstania układu słonecznego.
„Znaki ostrzegawcze to dużo deuteru i 15N chemicznie związanych z węglem” - skomentował współautor Larry Nittler. „Od pewnego czasu wiemy na przykład, że międzyplanetarne cząstki pyłu (IDP), zebrane z wysoko latających samolotów w górnej atmosferze, zawierają ogromne nadwyżki tych izotopów, prawdopodobnie wskazując ślady materiału organicznego, który utworzył się w ośrodku międzygwiezdnym. IDP mają inne cechy wskazujące, że powstały na ciałach - być może kometach - które zostały poddane mniej surowej obróbce niż asteroidy, z których pochodzą meteoryty. ”
Naukowcy odkryli, że niektóre próbki meteorytów, badane w tych samych małych skalach, co cząstki pyłu międzyplanetarnego, faktycznie mają podobną lub nawet wyższą liczebność 15N i D niż te zgłaszane dla IDP. „To zadziwiające, że nieskazitelne cząsteczki organiczne związane z tymi izotopami były w stanie przetrwać trudne i burzliwe warunki panujące w wewnętrznym układzie słonecznym, gdy meteory, które je zawierają, połączyły się” - zastanawia się współautor Conel Alexander. „Oznacza to, że ciała macierzyste - komety i asteroidy - tych pozornie różnych rodzajów materiałów pozaziemskich są bardziej podobne do pochodzenia, niż wcześniej sądzono”.
„Wcześniej mogliśmy badać tylko małe próbki od osób wewnętrznie przesiedlonych. Nasze odkrycie pozwala nam teraz wydobywać duże ilości tego materiału z meteorytów, które są duże i zawierają kilka procent węgla, zamiast z IDP, które są rzędu miliona razy masywniejsze. Postęp ten otworzył zupełnie nowe okno na badanie tego nieuchwytnego okresu ”, podsumował Busemann.
Oryginalne źródło: Carnegie Institution
