Präsolare Minerale, oft auch präsolare Körner oder Sternenstaub genannt, sind winzige Kristalle, die Teil der feinkörnigen Matrix primitiver Meteoriten sind und bereits vor („prä-“) der Bildung des Sonnensystems existierten.
Vermutlich entstanden sie in Supernovaexplosionen oder in der Umgebung roter Riesensterne. Später wurden sie Teil der Molekülwolke, von der sich letztlich der solare Nebel separierte und zum Sonnensystem zusammenstürzte. Den Kollaps des solaren Nebels und die darauffolgende Bildung von Planetesimalen, von welchen die primitiven Meteorite abstammen, haben die präsolaren Minerale vermutlich überstanden, weil sie aus widerstandsfähigen, refraktären Mineralen bestehen.
Von den unterschiedlichen Arten präsolarer Kristalle konnten bisher identifiziert werden:
- Diamant (C)
- Graphit (C)
- Moissanit (SiC)
- Khamrabaevite (TiC, Titancarbid)
- Nierite (Si3N4, Siliciumnitrid)
- Korund (Al2O3)
- Spinell (MgAl2O4)
- Hibonit ((Ca,Ce)(Al,Ti,Mg)12O19)
- Rutil (TiO2)
Bereits Mitte der 1960er Jahre wurden Edelgase mit ungewöhnlichen Isotopenverhältnissen in primitiven Meteoriten gefunden. Dies führte bereits damals zu dem Schluss, dass es präsolare Minerale sind, die in diesen Meteoriten als Träger dieser Edelgase fungieren. Aber erst 1987 konnten winzige Diamanten und Moissanitkörner als Träger ermittelt werden.[1][2] Da die Sonnenmaterie eine einigermaßen homogene isotopische Zusammensetzung hat, beweisen die zusätzlich aufgefundenen Isotopenanomalien in den Mineralen die präsolare Herkunft dieser außergewöhnlichen Kristalle.
Präsolare Diamanten haben nur eine Größe von wenigen Nanometern, weswegen sie auch Nanodiamanten genannt werden. Obwohl Nanodiamanten, neben Moissanitkristallen, die ersten entdeckten präsolaren Kristalle waren, ist relativ wenig über sie bekannt. Die übrigen präsolaren Kristalle haben eine typische Größe im Mikrometerbereich und sind deshalb einfacher zu untersuchen.
Untersucht werden präsolare Kristalle hauptsächlich mittels
- Elektronenmikroskopie (SEM/TEM) und
- Massenspektrometrie (Edelgas-Massenspektrometrie, Resonanzionisations-Massenspektrometrie (RIMS), Sekundärionen-Massenspektrometrie/SIMS inkl. NanoSIMS).
Im Januar 2020 veröffentlichten Wissenschaftler in der Fachzeitschrift PNAS Forschungsergebnisse, denen zufolge Moissanit-Partikel des im Murchison-Meteoriten enthaltenen Sternenstaubs vor etwa sieben Milliarden Jahren entstanden und der Meteorit damit präsolare Minerale enthält – das älteste Material, das bis dato auf der Erde gefunden wurde.[3][4][5][6]
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ Roy S. Lewis et al.: Interstellar diamonds in meteorites. Nature 326, 1987, 160–162, doi:10.1038/326160a0 (als Konferenz-Abstract online).
- ↑ Thomas Bernatowicz et al.: Evidence for interstellar SiC in the Murray carbonaceous meteorite. Nature 330, 1987, S. 728–730, doi:10.1038/330728a0.
- ↑ Philipp R. Heck, Jennika Greer, Levke Kööp, Reto Trappitsch, Frank Gyngard: Lifetimes of interstellar dust from cosmic ray exposure ages of presolar silicon carbide. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. 10. Januar 2020, ISSN 0027-8424, doi:10.1073/pnas.1904573117, PMID 31932423.
- ↑ Maria Temming: This ancient stardust is the oldest ever to be examined in a lab. In: Science News. 13. Januar 2020, abgerufen am 16. Januar 2020 (amerikanisches Englisch).
- ↑ Meteorite contains the oldest material on Earth: 7-billion-year-old stardust: The ancient stardust reveals a 'baby boom' in star formation. Abgerufen am 16. Januar 2020 (englisch).
- ↑ Mindy Weisberger: 7 Billion-Year-Old Stardust Is Oldest Material Found on Earth. In: Live Science. 13. Januar 2020, abgerufen am 16. Januar 2020 (englisch).
Weblinks
Bearbeiten- Max-Planck-Institut für Chemie
- Isotopenanalyse ( vom 28. September 2011 im Internet Archive) (auf Englisch)
- Hintergrund zu präsolaren Mineralen (auf Englisch)