PDF Basket
Asteroiden, Kometen und Meteore, die unsere Sonne umkreisen, sind Eis-, Metall- und Gesteinsbrocken, die bei der Entstehung des Sonnensystems übrig geblieben sind. Diese Objekte, die einen Durchmesser von wenigen bis zu mehreren hundert Kilometern haben können, stellen ein fossiles Zeugnis unserer kosmischen Vergangenheit dar.
„Wir wollten die Natur dieser kleinen Körper in unserem Sonnensystem besser nachvollziehen“, erklärt der Projektkoordinator von SOLARYS, Pierre Beck von der Universität Grenoble Alpes in Frankreich. „Eine große Herausforderung besteht darin, dass diese Objekte oft sehr dunkel sind und ihre Analyse schwierig sein kann.“
Die Forschenden können sich daher nicht immer sicher sein, woraus diese Objekte bestehen oder woher das extraterrestrische Material, das täglich in Form von Meteoriten und Staub auf die Erde fällt, genau stammt.
Fortgeschrittene Verfahren
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, leistete das vom Europäischen Forschungsrat unterstützte Projekt SOLARYS Pionierarbeit beim Einsatz eines fortgeschrittenen Infrarotspektroskopieverfahrens. Diese Analyse, wie ein Meteoritenstück Infrarotlicht absorbiert oder reflektiert, gibt Aufschluss über die in der Probe enthaltenen Mineralien und die Geschichte des Meteoriten, ohne das Material zu beschädigen. Die Analyse kann dabei helfen, das Alter eines Asteroiden zu bestimmen und festzustellen, wo er wahrscheinlich entstanden ist.
So konnten Beck und sein Team die Zusammensetzung von Meteoritenproben und extraterrestrischen Staubpartikeln in einem extrem kleinen Maßstab charakterisieren.
„Das von uns verwendete Instrument hat eine zehnmal feinere räumliche Auflösung als die vorherige Generation von Instrumenten“, sagt Beck. „Dadurch konnten wir einen viel schärferen Blick darauf werfen, wie unsere Proben Infrarotlicht absorbieren und woraus sie bestehen.“
Dieser Ansatz begünstigte die Bestimmung von mineralischen und organischen Bestandteilen, wie z. B. Kohlenwasserstoffen. In ihren Proben entdeckte das Team winzige Kugeln – gemessen in Nanometern – aus organischen Verbindungen, die zu Beginn des Sonnensystems entstanden sind.
„Wir haben außerdem herausgefunden, dass die Dunkelheit dieser Objekte wahrscheinlich auf das Vorhandensein von sehr feinen undurchsichtigen Körnern aus Sulfiden oder Eisen zurückzuführen ist“, fügt Beck hinzu.
„Einige Proben enthielten zudem sehr ungewöhnliches Material auf ihrer Oberfläche, und zwar in Form von Ammoniumsalzen. Derartige Salze sind an der Erdoberfläche instabil, können aber auf diesen sehr kalten und atmosphärenlosen Körpern vorkommen. Diese Salze sind wichtig für das Verständnis des Ursprungs von Stickstoff auf der Erde, einem Schlüsselelement für das Leben, wie wir es kennen.“
Die Rolle von Asteroiden und Meteoren nachvollziehen
Beck und sein Team sind der Ansicht, dass die mit den neuen Analyseverfahren gewonnenen Erkenntnisse nicht nur ein neues Licht auf die Zusammensetzung dieser Proben werfen könnten, sondern auch auf die extraterrestrische Herkunft von erdgebundenen Meteoriten und Staub.
Die nächsten Schritte umfassen die Analyse bestehender Beobachtungen von Asteroiden, Meteoren und Kometen und die Suche nach molekularen Signaturen, die denen solcher Proben entsprechen. Wenn die Suche nach Mutterkörpern erfolgreich ist, könnten teure Erkundungsmissionen überflüssig werden, um solche Proben zu sammeln.
Dies ist jedoch eine große Herausforderung – allein in unserem Sonnensystem kommen derzeit etwa 1,3 Millionen bekannte Asteroiden und mehr als 3 800 bekannte Kometen vor.
Letztendlich wird gehofft, dass die neuen Analyseverfahren, die im Rahmen des Projekts SOLARYS entwickelt wurden, zu einem besseren Verständnis der Entstehung und Entwicklung unseres Sonnensystems beitragen werden.
„Die von uns erarbeiteten Verfahren haben meine Erwartungen übertroffen“, bemerkt Beck. „Ich arbeite derzeit am Nachweis von organischen Stoffen in Marsproben – das Verfahren der Infrarotspektroskopie könnte hier von großer Bedeutung sein. Ich untersuche außerdem die Möglichkeit, dieses Verfahren für die Untersuchung von Bodenproben einzusetzen.“
Dies könnte zu einem Durchbruch beim Verständnis der Entstehungsprozesse von Meteoren und Asteroiden und ihrer möglichen Rolle bei der Entwicklung von terrestrischen Planeten wie der Erde führen.