Pilen i denna vy av LaPaz-meteoriten pekar på var forskarna hittade det kolrika kometfragmentet. Färgerna produceras polariserat ljus som lyser genom en tunn skiva av meteoriten; rutnätslinjerna är placerade en millimeter från varandra. Kredit:Carles Moyano-Cambero, Institutet för rymdvetenskap, Barcelona
En liten bit av byggstenarna från vilka kometer bildades har upptäckts inuti en primitiv meteorit. Upptäckten av ett team som leds av Carnegie Institute of Science, inklusive en forskare nu vid Arizona State University, publicerades 15 april i Natur astronomi .
Fyndet kan ge ledtrådar till formationen, strukturera, och solsystemets utveckling.
"Meteoriten heter LaPaz Icefield 02342, " säger forskaren Jemma Davidson vid ASU:s centrum för meteoritstudier vid School of Earth and Space Exploration. "Namnet kommer från där det hittades i Antarktis LaPaz Icefield."
Hon tillägger att den tillhör en klass av primitiva kolhaltiga kondritmeteoriter som har genomgått minimala förändringar sedan de bildades för mer än 4,5 miljarder år sedan, troligen bortom Jupiters omloppsbana.
Byggnadsskräp
Meteoriter var en gång en del av större kroppar, asteroider, som gick sönder på grund av kollisioner i rymden och överlevde resan genom jordens atmosfär. Deras makeup kan variera avsevärt från en meteorit till en annan, återspeglar deras ursprung i olika föräldrakroppar som bildades i olika delar av solsystemet.
Asteroider och kometer bildades båda från skivan av gas och damm som en gång omgav den unga solen, men de samlades på olika avstånd från den, som påverkade deras kemiska sammansättning. Jämfört med asteroider, kometer innehåller större fraktioner av vattenis och mycket mer kol, och bildades vanligtvis längre från solen där miljön var kallare.
Genom att studera en meteorits kemi och mineralogi, forskare som tidningens huvudförfattare, Carnegies Larry Nittler, kan låsa upp detaljer om dess bildande och hur mycket uppvärmning och annan kemisk bearbetning den upplevde under solsystemets uppväxtår.
Det kolrika fragmentet av materialet kometer är byggda av är färgat rött i denna svepelektronmikroskopbild. Skalstapeln visar dess storlek. Kredit:Larry Nittler, Carnegie Institute for Science
'Bonbon' med en överraskning inuti
Inuti LaPaz-meteoriten, Nittlers team hittade en mycket kolrik skiva av primitivt material. Det har några slående likheter med utomjordiska dammpartiklar som tros ha sitt ursprung i kometer som bildades nära solsystemets yttre kanter.
Ungefär 3 till 3,5 miljoner år efter att solsystemet bildades, men medan jorden fortfarande växte, detta lilla föremål – ungefär en tiondels millimeter tvärs över – fångades av den växande asteroiden från vilken meteoriten kom.
"Primitiva meteoriter ger en ögonblicksbild av det tidiga solsystemet som vi kan studera i labbet, " säger Davidson. "LaPaz-meteoriten är ett trevligt exempel eftersom den har upplevt minimalt med terrestra vittring."
Meteoriter som LaPaz, hon noterar, är bra ställen att leta efter försolar spannmål, mikroskopiska bitar av stjärndamm som bildas av stjärnor som är före solsystemet. Men ingen i teamet förväntade sig också att hitta bevis för en överlevande kometbyggsten inuti en meteorit.
En illustration som visar hur en bit av kometbyggstensmaterial svaldes av en asteroid och bevarades inuti en meteorit, där det upptäcktes av ett Carnegie-ledda team av forskare. Kredit:Larry Nittler och NASA.
Forntida överlevare
"När Larry och Carles visade mig de första elektronbilderna av det kolrika materialet, Davidson säger, "Jag visste att vi tittade på något väldigt sällsynt. Det var ett av de där spännande ögonblicken man lever för som vetenskapsman."
Genom att utföra sofistikerad kemisk och isotopanalys av materialet, Nittler och hans kollegor – som förutom Davidson inkluderar Carnegies Conel Alexander samt Rhonda Stroud och Bradley De Gregorio från U.S. Naval Research Laboratory, och Josep Trigo-Rodríguez, Carles Moyano-Cambero, och Safoura Tanbakouei från Institutet för rymdvetenskap i Barcelona, Katalonien – kunde visa att det inneslutna materialet troligen har sitt ursprung i det isiga yttre solsystemet tillsammans med föremål från Kuiperbältet, där många kometer har sitt ursprung.
"Eftersom detta prov av kometbyggstensmaterial svaldes av en asteroid och bevarades inuti denna meteorit, det var skyddat från härjningarna av att komma in i jordens atmosfär, "Nittler förklarar. "Det gav oss en titt på material som inte skulle ha överlevt för att nå vår planets yta på egen hand, hjälper oss att förstå det tidiga solsystemets kemi."
Förekomsten av detta primitiva material som fångats inuti meteoriten tyder på att på grund av motståndet som orsakas av den omgivande gasen, partiklar som det migrerade från solsystemets yttre kanter, där kometer och Kuiperbältsobjekt bildades, till det närmare området bortom Jupiter, där de kolhaltiga kondriterna bildades. Detta avslöjar detaljer om hur vårt solsystems arkitektur tog form under de tidiga stadierna av planetbildningen.
"Upptäckter som denna visar hur viktigt det är att hämta värdefulla meteoriter som LaPaz från Antarktis, " säger Davidson. "Vi vet aldrig vilka hemligheter de kommer att avslöja."
