Upptäckt för första gången:Bild (b) visar en hotspot som består av ett cirka 130 nanometer silikatstjärnstoftkorn. Många stjärndammskorn av denna storlek blir endast synliga när man använder den reducerade jonstrålen. Bilden visar isotopförekomsterna av syre 16 (a) och kisel 28 (c) samt förhållandet mellan syre 17 och syre 16 (b) och av aluminium 27 till syre 16 (d) för en 5 gånger 5 mikrometer stor region i QUE 99177-meteoriten, som hittades i Antarktis 1999. Kredit:Peter Hoppe, MPIC + Naturastronomi
Även små dammpartiklar har historier att berätta – speciellt när de kommer från yttre rymden. Meteoriter innehåller små mängder av det som i folkmun kallas stjärndamm, materia som kommer från döende stjärnor. Sådant stjärndamm är en del av det råmaterial från vilket våra planeter och meteoriternas föräldrakroppar för cirka 4,6 miljarder år sedan, de så kallade asteroiderna, dök upp. Peter Hoppe och hans team vid Max Planck Institute for Chemistry i Mainz har nu upptäckt att många av silikatstjärndammspartiklarna i meteoriter är mycket mindre än man tidigare trott. Hittills, många av dem har därför förmodligen förbisetts i studier, får forskarna att tro att massan av silikatstjärndammspartiklarna i meteoriter är minst dubbelt så stor som tidigare antagits.
Max Planck-forskarna fick de nya rönen genom att ändra sina undersökningsmetoder. Med hjälp av NanoSIMS jonsonden, forskarna i Mainz tog fram "kartor" över tunt sektionerade meteoritprover. Sådana kartor visar förekomsten av specifika isotoper i submikrometerområdet. Provet skannas först med en fokuserad jonstråle. De partiklar som slagits ut ur provet i processen analyseras sedan med masspektrometri. Dock, även den vanliga 100 nanometer breda jonstrålen var för bred för den senaste upptäckten. "Tills nu, det var bara möjligt att på ett tillförlitligt sätt hitta stjärndammskorn som mätte minst cirka 200 nanometer. Vi har minskat jonstrålen för våra undersökningar, vilket innebär att vi kan upptäcka många mindre stjärndammskorn, "Peter Hoppe, Gruppledare på MPI för kemi, förklarar. Denna metod ansågs alltid vara för ineffektiv för provtagning, han fortsätter. "Med det konventionella, grövre metod, du kan skanna ett tio gånger större område på samma tid." Forskarna belönades för sitt tålamod och fann ett oväntat stort antal "hotspots" med onormala isotopiska överflöd i bilderna av de meteoritiska tunna sektionerna, indikerar närvaron av silikatstjärndamm. "Tydligen, många av silikatstjärnstoftkornen är mindre än man tidigare trott. Med den konventionella metoden, meteoritiska stjärndammskorn som mäter mindre än cirka 200 nanometer har för det mesta blivit oupptäckta, " avslutar Peter Hoppe.
Baserat på de nya rönen, man misstänker att silikatstjärnstoft utgör flera procent av stoftet i vårt solsystems interstellära protomassa. Upptäckten av forskarna vid MPI for Chemistry tyder därför på att silikatstjärndamm var en viktigare komponent i födelsen av vårt solsystem än vad som antagits.
En huvudkomponent i silikater är syre. Till skillnad från stjärndamm av kiselkarbid, till exempel, silikatstjärnstoftkorn kan inte separeras från meteoriter med kemiska metoder. På grund av detta, de förblev oupptäckta under lång tid. Det var endast med hjälp av NanoSIMS jonsonden som den första silikatstjärndammspartikeln identifierades som en "hotspot" i kartor över syreisotopförekomst 2002. NanoSIMS jonsonden är en sekundär jonmasspektrometer som kan mäta isotoper på nanoskala.
Hotspots är områden med ovanliga isotopiska överflöd – fingeravtrycken från moderstjärnorna, som tydligt kan identifieras i de isotopöverflödsbilder som erhålls genom att mäta proverna. Isotoper av ett kemiskt element har samma antal protoner men olika antal neutroner i kärnan.
Meteoroider är fragment av asteroider (steniga och metallhaltiga små planeter), som kretsar runt solen som himlakroppar. Om meteoroider når jorden och överlever atmosfäriskt inträde, de kallas meteoriter. Man skiljer på stenig, steniga järn- och järnmeteoriter. The Queen Alexandra Range (QUE) 99177, Meteorite Hills (MET) 00426 och Acfer 094 meteoriter som undersökts av MPI för kemiforskare är en så kallade kolhaltiga kondriter, som tillhör gruppen steniga meteoriter.