Under 2013, forskare meddelade att en sten som hittats i sydvästra Egypten, var definitivt inte från jorden. År 2015, andra forskargrupper hade meddelat att 'Hypatia' -stenen inte var en del av några kända typer av meteorit eller komet, baserad på ädelgas- och kärnsondsanalyser.

(Stenen fick namnet Hypatia efter Hypatia av Alexandria, den första västerländska kvinnliga matematikern och astronomen).

Dock, om stenen inte var från jorden, vad var dess ursprung och kunde mineralerna i den ge ledtrådar om varifrån den kom? Mikromineralanalyser av stenarna av det ursprungliga forskargruppen vid University of Johannesburg har nu gett oroväckande svar som spiralerar bort från konventionella synpunkter på materialet vårt solsystem bildades av.

Mineralstruktur

Den inre strukturen hos Hypatia-stenen är ungefär som en fruktkaka som har ramlat ner från en hylla till lite mjöl och spruckit vid stöten, säger prof Jan Kramers, huvudforskare i studien publicerad i Geochimica och Cosmochimica Acta den 28 december 2017.

"Vi kan tänka på den dåligt blandade degen av en fruktkaka som representerar huvuddelen av Hypatia-stenen, vad vi kallade två blandade 'matriser' i geologiska termer. Glace -körsbären och nötterna i kakan representerar mineralkornen som finns i Hypatia 'inneslutningar'. Och mjölet som dammar av sprickorna på den fallna kakan representerar de "sekundära materialen" vi hittade i sprickorna i Hypatia, som är från jorden, " han säger.

Den ursprungliga utomjordiska berget som föll till jorden måste ha varit åtminstone flera meter i diameter, men upplöstes i små fragment av vilka Hypatia-stenen är en.

Konstig matris

Genast, Hypatia mineralmatris (representerad av fruktkakdeg), ser inte ut som några kända meteoriter, stenarna som faller från rymden till jorden då och då.

"Om det var möjligt att slipa upp hela planeten Jorden till damm i en stor mortel och stöt, vi skulle få damm med i genomsnitt en liknande kemisk sammansättning som kondritiska meteoriter, " säger Kramers. "I kondritiska meteoriter, vi räknar med att se en liten mängd kol {C} och en bra mängd kisel (Si). Men Hypatias matris har en enorm mängd kol och en ovanligt liten mängd kisel."

"Ännu mer ovanligt, matrisen innehåller en hög mängd mycket specifika kolföreningar, kallas polyaromatiska kolväten, eller PAH, en viktig komponent i interstellärt damm, som fanns redan innan vårt solsystem bildades. Interstellärt stoft finns också i kometer och meteoriter som inte har värmts upp under en längre period i sin historia, "tillägger Kramers.

I en annan vändning, de flesta (men inte alla) PAH i Hypatia-matrisen har omvandlats till diamanter mindre än en mikrometer, som tros ha bildats i chocken av stötar med jordens atmosfär eller yta. Dessa diamanter gjorde Hypatia resistent mot väderpåverkan så att den bevaras för analys från det att den kom till jorden.

Konstigare korn som aldrig hittats förut

När forskaren Georgy Belyanin analyserade mineralkornen i inneslutningarna i Hypatia, (representeras av nötter och körsbär i en fruktkaka), ett antal mest överraskande kemiska grundämnen dök upp.

"Aluminiumet förekommer i ren metallisk form, på egen hand, inte i en kemisk förening med andra grundämnen. Som en jämförelse, guld förekommer i klumpar, men aluminium gör det aldrig. Denna förekomst är extremt sällsynt på jorden och resten av vårt solsystem, så vitt det är känt inom vetenskapen, säger Belyanin.

"Vi hittade också silverjodfosfid och moissanit (kiselkarbid) korn, återigen i högst oväntade former. Kornen är de första dokumenterade som finns in situ (som de är) utan att först behöva lösa upp det omgivande berget med syra, "tillägger Belyanin." Det finns också korn av en förening som huvudsakligen består av nickel och fosfor, med mycket lite järn; en mineralsammansättning som aldrig tidigare observerats på jorden eller i meteoriter, " han lägger till.

Dr Marco Andreoli, en forskare vid School of Geosciences vid University of the Witwatersrand, och en medlem av Hypatias forskargrupp säger, "När Hypatia först befanns vara utomjordiskt, det var en sensation, men dessa senaste resultat öppnar upp ännu större frågor om dess ursprung”.

Unika mineraler i vårt solsystem

Tagen tillsammans, det uråldriga ouppvärmda PAH-kolet såväl som fosfider, det metalliska aluminiumet, och moissaniten föreslår att Hypatia är en samling av oförändrat pre-solmaterial. Det betyder, materia som fanns i rymden före vår sol, jorden och de andra planeterna i vårt solsystem bildades.

Stödjer konceptet före solen är den konstiga sammansättningen av nickel-fosfor-järnkornen som finns i Hypatia-inneslutningarna. Dessa tre kemiska grundämnen är intressanta eftersom de tillhör den delmängd av kemiska grundämnen som är tyngre än kol och kväve som utgör huvuddelen av alla steniga planeter.

"I kornen inom Hypatia är förhållandet mellan dessa tre grundämnen helt olika från det som beräknas för planeten Jorden eller mäts i kända typer av meteoriter. Som sådana är dessa inneslutningar unika inom vårt solsystem, "tillägger Belyanin.

"Vi tror att nickel-fosfor-järnkornen bildades före solenergi, eftersom de är inuti matrisen, och är osannolikt att ha modifierats av chock som kollision med jordens atmosfär eller yta, och även för att deras sammansättning är så främmande för vårt solsystem", han lägger till.

"Var huvuddelen av Hypatia, matrisen, också bildat före vårt solsystem? Antagligen inte, eftersom du behöver ett tätt dammmoln som solnebulosan för att koagulera stora kroppar", säger han.

En annan sorts damm

Rent generellt, vetenskapen säger att vårt solsystems planeter slutligen bildades från en enorm, forntida moln av interstellärt damm (solnebulosan) i rymden. Den första delen av den processen skulle vara ungefär som dammkaniner som koagulerar i ett osopat rum. Vetenskapen hävdar också att soltågen var homogen, det är, samma sorts damm överallt.

Men Hypatias kemi drar åt sig denna syn. "Till att börja, det finns inga silikatmineraler i Hypatias matris, i motsats till kondritiska meteoriter (och planeter som jorden, Mars och Venus), där silikater är dominerande. Sedan finns det exotiska mineralinneslutningar. Om Hypatia själv inte är presolär, båda funktionerna indikerar att soltågen inte var samma typ av damm överallt - vilket börjar dra i den allmänt accepterade synen på bildandet av vårt solsystem ", säger Kramers.

In i framtiden

"Vad vi vet är att Hypatia bildades i en kall miljö, troligen vid temperaturer under det för flytande kväve på jorden (-196 Celsius). I vårt solsystem skulle det ha varit långt längre ut än asteroidbältet mellan Mars och Jupiter, där de flesta meteoriter kommer ifrån. Kometer kommer huvudsakligen från Kuiperbältet, bortom Neptunus omloppsbana och cirka 40 gånger så långt från solen som vi är. Vissa kommer från Oorts moln, ännu längre ut. Vi vet väldigt lite om den kemiska sammansättningen av rymdobjekt där ute. Så vår nästa fråga kommer att gräva vidare i var Hypatia kom ifrån, säger Kramers.

Den lilla stenen från den libyska ökenglasströdda fältet i sydvästra Egypten presenterar en lockande bit för ett utomjordiskt pussel som blir allt mer komplext.