Крошечные частицы метеоритов с порциями азота и водорода. нажмите, чтобы увеличить
Когда Солнечная система впервые сформировалась миллиарды лет назад, органические молекулы - строительные блоки жизни - были объединены в смесь, которая продолжала создавать планеты. Ученые из Института Карнеги разработали методику обнаружения этих крошечных органических частиц, спрятанных в метеоритах. Эти метеориты выжили с момента образования Солнечной системы, поэтому она позволяет ученым отслеживать распределение органического материала и процессы, через которые они прошли в процессе формирования планет.
Подобно межпланетному космическому кораблю, перевозящему пассажиров, метеориты давно подозревались в перевозке на нашу планету относительно молодых компонентов жизни. Используя новые методы, ученые из Отдела земного магнетизма Института Карнеги обнаружили, что метеориты могут нести других, гораздо более старых пассажиров, а также примитивные органические частицы, которые возникли миллиарды лет назад либо в межзвездном пространстве, либо во внешних пределах Солнца Система, как она начала объединяться из газа и пыли. Исследование показывает, что родительские тела метеоритов - крупные объекты из пояса астероидов - содержат примитивное органическое вещество, подобное тому, которое найдено в межпланетных пылевых частицах, которые могут исходить от комет. Это открытие дает представление о том, как органическое вещество было распределено и обработано в солнечной системе в течение этой давно ушедшей эпохи. Работа опубликована 5 мая 2006 года в журнале Science.
«Атомы разных элементов бывают разных форм или изотопов, и их относительные пропорции зависят от условий окружающей среды, в которых образуются их носители, таких как встречаемое тепло, химические реакции с другими элементами и т. Д.», Объяснил ведущий автор Хеннер Буземанн. «В этом исследовании мы рассмотрели относительные количества различных изотопов водорода (H) и азота (N), связанных с крошечными частицами нерастворимого органического вещества, чтобы определить процессы, которые привели к появлению наиболее нетронутых типов метеоритов из известных. Нерастворимый материал очень трудно разрушить химически и выдерживает даже очень жесткие кислотные обработки ».
Исследователи использовали технику микроскопической визуализации для анализа изотопного состава нерастворимого органического вещества из шести углеродистых хондритовых метеоритов - самого старого известного типа. Относительная пропорция изотопов азота и водорода, связанных с нерастворимым органическим веществом, действует как «отпечатки пальцев» и может показать, как и когда был образован углерод. Изотоп азота, который чаще всего встречается в природе, - 14N; его более тяжелый брат - 15N. Различные количества 15N, в дополнение к более тяжелой форме водорода, называемой дейтерием, (D), позволяют исследователям определить, является ли частица относительно неизменной со времени, когда солнечная система впервые формировалась.
«Контрольными признаками являются большое количество дейтерия и 15N, химически связанных с углеродом», - комментирует соавтор Ларри Ниттлер. «В течение некоторого времени мы, например, знали, что частицы межпланетной пыли (IDP), собранные с высоко летающих самолетов в верхних слоях атмосферы, содержат огромные избытки этих изотопов, что, вероятно, указывает на остатки органического материала, образовавшегося в межзвездной среде. У ВПЛ есть и другие характеристики, свидетельствующие о том, что они возникли на телах, возможно, кометах, которые подверглись менее серьезной обработке, чем астероиды, из которых происходят метеориты ».
Ученые обнаружили, что некоторые образцы метеоритов, при исследовании в тех же крошечных масштабах, что и частицы межпланетной пыли, на самом деле имеют сходные или даже более высокие содержания 15N и D, чем те, которые сообщались для ВПЛ. «Удивительно, что нетронутые органические молекулы, связанные с этими изотопами, смогли выжить в суровых и шумных условиях, существующих во внутренней солнечной системе, когда метеориты, которые их содержат, соединились», - размышляет соавтор Конель Александер. «Это означает, что родительские тела - кометы и астероиды - этих, казалось бы, разных типов внеземного материала более похожи по происхождению, чем считалось ранее».
«Раньше мы могли исследовать только мельчайшие образцы ВПЛ. Наше открытие теперь позволяет нам извлекать большие количества этого материала из метеоритов, которые являются большими и содержат несколько процентов углерода, а не из ВПЛ, которые имеют в миллион раз меньшую массу. Это продвижение открыло совершенно новое окно для изучения этого неуловимого периода времени », - заключил Буземанн.
Первоначальный источник: Институт Карнеги
