Beispielloser Meteoritenfund stellt astrophysikalische Modelle vor Herausforderungen

Wissenschaftler haben ein Meteoritenteilchen mit einem beispiellosen Magnesium-Isotopenverhältnis entdeckt, was auf seinen Ursprung in einer wasserstoffverbrennenden Supernova hinweist.

Forschungen haben ein seltenes Staubpartikel entdeckt, das in einem alten außerirdischen Meteoriten eingeschlossen ist, der von einem anderen Stern als unserer Sonne gebildet wurde.

Die Entdeckung wurde von der Hauptautorin Dr. Nicole Nevill und ihren Kollegen während ihres Doktoratsstudiums an der Curtin University gemacht, die jetzt am Lunar and Planetary Science Institute in Zusammenarbeit mit arbeitet NASAJohnson Space Center.

Meteoriten und präsolare Körner

Meteoriten bestehen größtenteils aus Material, das in unserem Sonnensystem entstanden ist, und können auch winzige Partikel enthalten, die von Sternen stammen, die lange vor unserer Sonne entstanden sind.

Hinweise darauf, dass diese Teilchen, sogenannte präsolare Körner, Relikte anderer Sterne sind, werden durch die Analyse der verschiedenen Arten von Elementen in ihrem Inneren gefunden.

Innovative Analysetechniken

Dr. Nevill verwendete eine Technik namens Atom Sondentomographie, um das Teilchen zu analysieren und die Chemie auf atomarer Ebene zu rekonstruieren und so auf die darin verborgenen Informationen zuzugreifen.

„Diese Teilchen sind wie himmlische Zeitkapseln und bieten einen Schnappschuss vom Leben ihres Muttersterns“, sagte Dr. Nevill.

„In unserem Sonnensystem erzeugtes Material weist vorhersehbare Isotopenverhältnisse auf – Varianten von Elementen mit unterschiedlicher Anzahl von Neutronen. Das von uns analysierte Teilchen weist ein Verhältnis von Magnesiumisotopen auf, das sich von allem in unserem Sonnensystem unterscheidet.

„Die Ergebnisse waren im wahrsten Sinne des Wortes außergewöhnlich. Das extremste Magnesiumisotopenverhältnis aus früheren Studien an präsolaren Körnern lag bei etwa 1.200. Das Getreide in unserer Studie hat einen Wert von 3.025, was den höchsten jemals entdeckten Wert darstellt.

„Dieses außergewöhnlich hohe Isotopenverhältnis kann nur durch die Entstehung in einem kürzlich entdeckten Sterntyp erklärt werden – einer wasserstoffbrennenden Supernova.“

Durchbrüche in der Astrophysik

Co-Autor Dr. David Saxey vom John de Laeter Center in Curtin sagte, die Forschung beschreite neue Wege in unserem Verständnis des Universums und verschieb die Grenzen sowohl analytischer Techniken als auch astrophysikalischer Modelle.

„Die Atomsonde hat uns einen ganzen Detaillierungsgrad geliefert, auf den wir in früheren Studien nicht zugreifen konnten“, sagte Dr. Saxey.

„Eine wasserstoffbrennende Supernova ist eine Sternart, die erst vor Kurzem entdeckt wurde, etwa zur gleichen Zeit, als wir die winzigen Staubpartikel analysierten. Der Einsatz der Atomsonde in dieser Studie liefert eine neue Detailebene, die uns hilft zu verstehen, wie diese Sterne entstanden sind.“

Verknüpfung von Laborergebnissen mit kosmischen Phänomenen

Co-Autor Professor Phil Bland von der Curtin’s School of Earth and Planetary Sciences sagte, dass neue Entdeckungen aus der Untersuchung seltener Teilchen in Meteoriten es uns ermöglichen, Einblicke in kosmische Ereignisse außerhalb unseres Sonnensystems zu gewinnen.

„Es ist einfach erstaunlich, Messungen im atomaren Maßstab im Labor mit einem kürzlich entdeckten Sterntyp verknüpfen zu können.“

Die Forschung mit dem Titel „Element- und Isotopenuntersuchung im atomaren Maßstab ²⁵Mg-reicher Sternenstaub aus einer H-brennenden Supernova“ wurde im veröffentlicht Astrophysikalisches Journal.

Referenz: „Element- und Isotopenuntersuchung im atomaren Maßstab von ²⁵„Mg-rich Stardust from an H-burning Supernova“ von ND Nevill, PA Bland, DW Saxey, WDA Rickard, P. Guagliardo, NE Timms, LV Forman, L. Daly und SM Reddy, 28. März 2024, Das Astrophysikalische Journal.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad2996