Nyfikna Marie kommer från Allende-meteoriten, som föll i norra Mexiko i februari 1969. Den vita, De suddiga egenskaperna i detta fragment av Allende är kalcium-aluminiumrika inneslutningar – några av de första fasta ämnen som kondenseras i solsystemet. Kredit:The Planetary Society
En ovanlig bit i en meteorit kan innehålla en överraskande bit av rymdhistoria, baserat på ny forskning från Washington University i St. Louis.
Presolära korn – små bitar av fast interstellärt material som bildades innan solen föddes – finns ibland i primitiva meteoriter. Men en ny analys avslöjar bevis på presolära korn i en del av en meteorit där de inte förväntas hittas.
"Vad som är förvånande är det faktum att försolarkorn finns närvarande, sa Olga Pravdivtseva, forskningsdocent i fysik i konst och vetenskap och huvudförfattare till en ny artikel i Natur astronomi . "Efter vår nuvarande förståelse av solsystembildning, presolära korn kunde inte överleva i miljön där dessa inneslutningar bildas."
Nyfiken Marie är ett anmärkningsvärt exempel på en "inkludering, "eller en bit i en meteorit, kallas en kalcium-aluminiumrik inneslutning (CAI). Dessa föremål, några av de första som har kondenserats i solnebulosan, hjälpa kosmokemister att definiera solsystemets ålder. Denna speciella bit av meteorit – från samlingen av Robert A. Pritzker Center for Meteoritics and Polar Studies vid Chicago Field Museum – var i nyheterna en gång tidigare, när forskare från University of Chicago gav den dess namn för att hedra kemisten Marie Curie.
För det nya arbetet, Pravdivtseva och hennes medförfattare, inklusive Sachiko Amari, forskningsprofessor i fysik vid Washington University, använde ädelgas isotopiska signaturer för att visa att presolar kiselkarbid (SiC) korn finns i Curious Marie.
Det är viktigt eftersom försolarkorn generellt anses vara för ömtåliga för att ha utstått de höga temperaturförhållandena som fanns nära vår sols födelse.
Men inte alla CAI:er bildades på riktigt samma sätt.
"Det faktum att SiC finns i eldfasta inneslutningar berättar om miljön i solnebulosan vid kondenseringen av de första fasta materialen, sade Pravdivtseva, som är en del av Washington Universitys McDonnell Center for the Space Sciences. "Det faktum att SiC inte förstördes helt i Curious Marie kan hjälpa oss att förstå den här miljön lite bättre.
"Många eldfasta inneslutningar smältes och förlorade alla texturella bevis på sin kondens. Men inte alla."
Olga Pravdivtseva, forskningsdocent i fysik i konst och vetenskap vid Washington University i St. Louis, använder ädelgasisotoper för att studera bildandet och utvecklingen av det tidiga solsystemet. Pravdivtseva, en medlem av McDonnell Center for the Space Sciences, är avbildad i hennes laboratorium i Compton Hall. Kredit:Whitney Curtis/Washington University
Som att lösa ett mysterium
Pravdivtseva och hennes medarbetare använde två masspektrometrar byggda internt vid Washington University för att göra sina observationer. Universitetet har en lång historia av ädelgasarbete och är hem för ett av de bäst utrustade ädelgaslaboratorierna i världen. Fortfarande, detta arbete var unikt utmanande.
Forskarna hade 20 mg Curious Marie att arbeta med, vilket är ett relativt stort urval ur ett kosmokemiperspektiv. De värmde upp det stegvis, öka temperaturen och mäta sammansättningen av fyra olika ädelgaser som frigörs vid vart och ett av 17 temperatursteg.
"Experimentellt, det är ett elegant verk, ", sa Pravdivtseva. "Och sedan hade vi ett pussel av ädelgas isotopiska signaturer att reda ut. För mig, det är som att lösa ett mysterium."
Andra har letat efter bevis på SiC i sådana kalcium-aluminiumrika inneslutningar i meteoriter med ädelgaser tidigare, men Pravdivtsevas team är först med att hitta det.
"Det var vackert när alla ädelgaser pekade på samma källa till anomalierna - SiC, " Hon sa.
"Vi ser inte bara SiC i de finkorniga CAI:erna, vi ser en population av små korn som bildades under speciella förhållanden, " sade Pravdivtseva. "Detta fynd tvingar oss att revidera hur vi ser på förhållandena i den tidiga solnebulosan."
