Künstlerisches Konzept der Protosonne im Zentrum des Sonnennebels. Bildnachweis: NASA Zum Vergrößern anklicken
Aus chemischen Fingerabdrücken, die in primitiven Meteoriten aufbewahrt wurden, haben Wissenschaftler der UCSD festgestellt, dass die kollabierende Gaswolke, die schließlich zu unserer Sonne wurde, während der Bildung des ersten Materials im Sonnensystem vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren hell leuchtete.
Ihre Entdeckung, detailliert in einem Artikel, der in der Science-Ausgabe vom 12. August erscheint, liefert den ersten schlüssigen Beweis dafür, dass diese ?Protosonne? spielte eine wichtige Rolle bei der chemischen Gestaltung des Sonnensystems, indem sie genügend ultraviolette Energie emittiert, um die Bildung von organischen Verbindungen, Wasser und anderen Verbindungen zu katalysieren, die für die Evolution des Lebens auf der Erde notwendig sind.
Wissenschaftler streiten seit langem, ob die im frühen Sonnensystem entstandenen chemischen Verbindungen mit Hilfe der Energie der frühen Sonne entstanden oder auf andere Weise gebildet wurden.
?Die grundlegende Frage war, war die Sonne an oder war sie aus?? sagt Mark H. Thiemens, Dekan der Abteilung für Physikalische Wissenschaften der UCSD und Chemieprofessor, der das Forschungsteam leitete, das die Studie durchführte. ?Es gibt nichts in den geologischen Aufzeichnungen vor 4,55 Milliarden Jahren, das dies beantworten könnte.?
Vinai Rai, ein Postdoktorand in Thiemens? lab, eine Lösung gefunden und eine extrem empfindliche Messung entwickelt, die diese Frage beantworten kann. Er suchte nach chemischen Fingerabdrücken des energiereichen Windes, der von der Protosonne ausging und in den Isotopen oder Formen von Sulfid gefangen wurde, die in vier primitiven Gruppen von Meteoriten gefunden wurden, den ältesten Überresten des frühen Sonnensystems. Astronomen glauben, dass dieser Wind Materie aus dem Kern des rotierenden Sonnennebels in seine pfannkuchenartige Akkretionsscheibe geblasen hat, die Region, in der sich später Meteoriten, Asteroiden und Planeten bildeten.
Mit einer Technik, die Thiemens vor fünf Jahren entwickelt hatte, um aus Variationen der Sauerstoff- und Schwefelisotope, die in uralten Gesteinen eingebettet sind, Details über die frühe Atmosphäre der Erde zu enthüllen, konnten die UCSD-Chemiker aus Sulfiden in den Meteoriten auf die Intensität des Sonnenwinds schließen und , daher die Intensität der Protosonne. Sie kommen in ihrer Veröffentlichung zu dem Schluss, dass der leichte Überschuss eines Schwefelisotops, ??S, in den Meteoriten das Vorhandensein von ?photochemischen Reaktionen im frühen Sonnennebel? Das bedeutet, dass die Protosonne stark genug schien, um chemische Reaktionen anzutreiben.
?Diese Messung sagt uns zum ersten Mal, dass die Sonne schien, dass genug ultraviolettes Licht vorhanden war, um Photochemie zu betreiben? sagt Thiemens. ?Das Wissen, dass dies der Fall war, ist eine große Hilfe beim Verständnis der Prozesse, die im frühen Sonnensystem zur Bildung von Verbindungen führten.?
Astronomen glauben, dass sich der Sonnennebel vor etwa 5 Milliarden Jahren zu bilden begann, als eine Wolke aus interstellarem Gas und Staub, möglicherweise durch die Stoßwelle eines großen explodierenden Sterns, gestört wurde und unter seiner eigenen Schwerkraft kollabierte. Als die sich drehende pfannkuchenähnliche Scheibe des Nebels immer dünner wurde, begannen sich Strudel aus Klumpen zu bilden und größer zu werden, und bildeten schließlich die Planeten, Monde und Asteroiden. Die Protosonne zog sich derweil unter ihrer eigenen Schwerkraft weiter zusammen, wurde heißer und entwickelte sich zu einem jungen Stern. Dieser Stern, unsere Sonne, strahlte einen heißen Wind elektrisch geladener Atome aus, der den größten Teil des Gases und Staubs, der vom Nebel übrig blieb, aus dem Sonnensystem blies.
Planeten, Monde und viele Asteroiden werden seit der Entstehung des Sonnennebels erhitzt und ihr Material aufgearbeitet. Infolgedessen haben sie Wissenschaftlern, die Hinweise auf die Entwicklung des Sonnennebels zum Sonnensystem suchen, wenig zu bieten. Einige primitive Meteoriten enthalten jedoch Material, das seit der Protosonne vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren aus dem Zentrum des Sonnennebels unverändert geblieben ist.
Thiemens sagt, dass die Technik, mit der sein Team feststellte, dass die Protosonne hell glühte, auch angewendet werden kann, um abzuschätzen, wann und wo verschiedene Verbindungen aus dem von der Protosonne ausgespeisten heißen Wind entstanden sind.
?Das wird das nächste Ziel sein? er sagt. ?Wir können Mineral für Mineral suchen und vielleicht hier sagen, was Schritt für Schritt passiert ist.?
Die Studie des UCSD-Teams wurde durch ein Stipendium der National Aeronautics and Space Administration finanziert.
Originalquelle: UCSD-Pressemitteilung
