Ett team av japanska och amerikanska forskare har visualiserat meteoritkomponenter med högre upplösning än någonsin tidigare. Deras ansträngningar har resulterat i en ökad förståelse för ämnen inuti kolhaltiga kondriter, de meteoriter som innehåller organisk förening som landar på jorden. Dessa ämnen inkluderar väte, kol, kväve och vatten, som alla behövs för livet.

Studien publicerades online den 2 januari, 2019 i Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).

Kolhaltiga kondriter är gjorda av material som stenar, organiska, is och finkornigt damm, varav de flesta bildades i solsystemet. Ursprunget till organiskt material som finns i meteoriter går tillbaka till bildandet av solsystemet, eller för ungefär 4,5 miljarder år sedan. Därför, när den hittas på jorden och analyseras i detalj, dessa kolhaltiga kondriter är användbara för att förstå solsystemets historia, bildandet av organiska föreningar, närvaron av vatten på jorden, och slutligen, livets ursprung.

Att kunna visualisera organiska och oorganiska komponenter i meteoriter som har landat på jorden är viktigt eftersom det gör det möjligt för forskare att förstå effekterna av yttre faktorer som vatten och temperatur. Mer specifikt, en metod som gör det möjligt för forskare att bättre se och analysera de molekylära strukturerna hjälper dem i slutändan att förstå de rumsliga sambanden mellan organiskt material och mineraler. Detta är avgörande för att spåra bildningen såväl som utvecklingen av organiskt material och i slutändan förstå historien om solsystemets bildning. Också, att förstå meteoriternas ursprung är avgörande för att fastställa ursprunget till både vatten och liv på planeten.

Dock, studier hittills har begränsats med metoder och mikroskopi som gav bilder med mycket lägre upplösningar. Därför, formationer och utvecklingar av utomjordiskt organiskt material har hittills förblivit ganska okända och har endast analyserats efter extraktion, vilket är en komplicerad process i flera steg som är utsatt för många typer av metodfel.

"Forskare har nyligen mestadels genomfört analyser för organiskt material för att se fördelningarna och associationerna med oorganiska föreningar som kan hjälpa oss att förstå kemi som mineralkatalyserad syntes av organiskt material, under förändringsprocesser i meteoritens moderasteroider och historiska stoftprocesser i det tidiga solsystemet. Dock, eftersom komponenterna i meteoriter är mycket fina, mikroskopiska tekniker för att analysera sådana fördelningar och associationer är begränsade, " säger Yoko Kebukawa, Ph.D., en docent vid tekniska fakulteten, Yokohama National University i Japan och motsvarande författare till tidningen.

Specifikt för denna forskning, fokus har legat på att visualisera komponenter i kolhaltiga kondriter via en kraftfull mikroskopimetod som ger bilder av meteoritkomponenter med mycket bättre upplösningar. Den här metoden, atomkraftmikroskopi-baserad infraröd spektroskopi (AFM-IR) gjorde det möjligt för forskarna att se komponenterna i två kolhaltiga kondriter, Murchison-meteoriten och Bell-meteoriten i mycket högre upplösningar. Detta, i tur och ordning, gav mycket mer detaljerade bilder än de som har erhållits hittills.

"AFM-IR-tekniken gjorde det möjligt för oss att övervinna begränsningen av dålig rumslig upplösning av infraröd spektroskopi för att se de fina detaljerna i organiskt material som det är fördelat i meteoriter och sammanslutningar av mineraler, " tillägger Kebukawa.

I framtiden, teamet planerar att fokusera på mineralernas roller i formationerna och utvecklingen av organiskt material i meteoriter under yttre processer som påverkar kropparna de kommer ifrån. Enligt Kebukawa, "Detta kräver två saker, nämligen analyser av meteoriter som har förändrats på flera sätt samt korrekta experimentella simuleringar av dessa förändringsprocesser som kommer att möjliggöra de ovan nämnda metoderna."