Små partiklar av meteoriter med delar av kväve och väte. Klicka för att förstora
När solsystemet först bildades för miljarder år sedan, organiska molekyler - livets byggstenar - gjordes i blandningen som fortsatte för att skapa planeterna. Forskare från Carnegie-institutionen har utvecklat en teknik för att hitta dessa små organiska partiklar dolda inne i meteoriter. Dessa meteoriter har överlevt sedan bildandet av solsystemet, så det gör det möjligt för forskare att spåra distributionen av organiskt material och de processer som de genomgick när planeterna bildades.
Liksom ett interplanetiskt rymdskepp som transporterar passagerare har meteoriter länge misstänkt att ha färjat relativt unga ingredienser i livet till vår planet. Med hjälp av nya tekniker har forskare vid Carnegie Institutionens avdelning för jordmagnetism upptäckt att meteoriter kan bära andra, mycket äldre passagerare som väl primitiva, organiska partiklar som har sitt ursprung för miljarder år sedan antingen i det interstellära utrymmet eller i de yttre delarna av solen eftersom det började samlas ihop från gas och damm. Studien visar att föräldrakropparna till meteoriter - de stora föremålen från asteroidbältet - innehåller primitivt organiskt material som liknar det som finns i interplanetära dammpartiklar som kan komma från kometer. Upptäckten ger ledtrådar om hur organiskt material distribuerades och bearbetades i solsystemet under denna lång borta era. Verket publiceras den 5 maj 2006, numret av Science.
"Atomer i olika element finns i olika former, eller isotoper, och de relativa proportionerna av dessa beror på de miljöförhållanden som deras bärare bildades, såsom värmen som uppstått, kemiska reaktioner med andra element, 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) förknippade med små partiklar av olösligt organiskt material för att bestämma de processer som producerade den mest orörda typen av meteoriter som kändes. Det olösliga materialet är mycket svårt att bryta ned kemiskt och överlever till och med mycket hårda syrabehandlingar. ”
Forskarna använde en mikroskopisk avbildningsteknik för att analysera den isotopiska sammansättningen av olösligt organiskt material från sex kolhaltiga kondritmeteoriter - den äldsta typen som är känd. Den relativa andelen isotoper av kväve och väte som är förknippade med det olösliga organiska materialet fungerar som "fingeravtryck" och kan avslöja hur och när kolet bildades. Kväveisotopen 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), gör det möjligt för forskare att berätta om en partikel är relativt oförändrad från tiden då solsystemet först bildades.
"Berättelsetecknen är massor av deuterium och 15N kemiskt bundna till kol," kommenterade medförfattaren Larry Nittler. ”Vi har känt under en längre tid, till exempel, att interplanetära dammpartiklar (IDP), samlade från högflygande flygplan i den övre atmosfären, innehåller enorma överskott av dessa isotoper, vilket antagligen indikerar rester av organiskt material som bildades i det interstellära mediet. IDP: erna har andra egenskaper som indikerar att de härstammar från kroppar - kanske kometer - som har genomgått mindre allvarlig bearbetning än asteroiderna från vilka meteoriter härstammar. ”
Forskarna fann att vissa meteoritprover, när de undersöktes på samma små skalor som interplanetära dammpartiklar, faktiskt har liknande eller till och med högre mängder av 15N och D än de som rapporterats för IDP. ”Det är fantastiskt att orörda organiska molekyler associerade med dessa isotoper kunde överleva de hårda och tumultiga 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 ursprungliga än tidigare trott."
”Tidigare kunde vi bara utforska minutprov från IDP. Vår upptäckt tillåter oss nu att extrahera stora mängder av detta material från meteoriter, som är stora och innehåller flera procent kol, istället för IDP, som är i storleksordningen en miljon miljoner gånger mindre massiva. Detta framsteg har öppnat ett helt nytt fönster för att studera denna svårfångade tid, avslutade Busemann.
Ursprungskälla: Carnegie Institution
