Aus chemischen Ablagerungen in frühen Meteoriten konnten Wissenschaftler herauslesen, dass die kollabierende Gaswolke, aus der unsere Sonne entstanden ist, bereits während ihrer Entstehung hell leuchtete und dadurch die Produktion bestimmter chemischer Verbindungen begünstigte.
Ein Beitrag von Ingo Froeschmann. Quelle: NASA.
Die Entdeckung liefert die ersten gesicherten Beweise, dass diese „Protosonne“ einen großen Einfluss auf die chemische Zusammensetzung des Sonnensystems nahm, indem sie genug ultraviolette Strahlung abgab, um die Entstehung von organischen Verbindungen, Wasser und anderen lebenswichtigen Verbindungen auf der Erde zu begünstigen.
Wissenschaftler hatten lange gerätselt, ob die chemischen Verbindungen in frühen Sonnensystem mit Hilfe von Sonnenenergie oder durch andere Einflüsse entstanden sind.
„Die grundlegende Frage war: Leuchtete die Sonne oder leuchtete sie nicht?“ sagte Mark H. Thiemens, Professor der Chemie an der University of California. „Es gibt keine geologischen Beweise von vor 4,55 Milliarden Jahren, welche die Frage beantworten könnten.“
Vinai Rai, eine Kollege von Thiemens, fand eine Lösung und entwickelte eine sehr empfindliche Messmethode. Er suchte nach den chemischen Abdrücken des hochenergetischen Windes einer frühen Sonne, die in Form von Sulfidisotopen in frühen Meteoriten vorhanden sein müssten. Meteoriten sind die ältesten Überbleibsel des frühen Sonnensystems. Astronomen glauben, dass der Wind Materie aus dem Zentrum des rotierenden Sonnennebels in die äußeren Regionen der protoplanetarischen Scheibe blies, wo sich später Planeten, Asteroiden und Meteoriten formten.
Durch Verwendung einer Technik, die Thiemens fünf Jahre zuvor entwickelt hatte, um Veränderungen in der frühen Erdatmosphäre zu bestimmen, konnten die Wissenschaftler aus den Ablagerungen in Meteoriten auf die Intensität des Sonnenwindes schließen und damit auf die Leuchtkraft der Protosonnne. In ihrer Veröffentlichung schließen die Wissenschaftler, dass der leichte Überschuss eines bestimmten Sulfidisotops in den Meteoriten, ³³S, auf die Gegenwart einer „fotochemischen Reaktion im frühen Sonnennebel“ schließen lasse. Das bedeutet, dass bereits die Protosonne stark genug schien, um als Katalysator für chemische Reaktion zu dienen.
„Diese Messungen zeigen uns erstmals, dass die Sonne damals bereits schien, dass es genug ultraviolettes Licht für fotochemische Prozesse gab,“ sagte Thiemens. „Das ist ein großer Schritt auf dem Weg zum Verständnis der Prozesse, die die Bestandteile des frühen Sonnensystems geformt haben.“
Astronomen nehmen an, dass der Sonnennebel vor etwa fünf Milliarden Jahren begann, sich aus einer Wolke interstellaren Gases zu bilden, als dieses möglicherweise durch die Schockwelle eines explodierenden Sterns angeregt wurde. Während die sich drehende Scheibe des Nebels flacher und flacher wurde, bildeten sich in ihr Wirbel, aus denen später Planeten, Monde und Asteroiden entstanden. In der Zwischenzeit zog sich die Protosonne unter ihrer eigenen Gravitation weiter zusammen und entwickelte sich zu einem heißen, jungen Stern. Dieser Stern, unsere Sonne, erzeugte einen heißen Wind elektrisch geladener Teilchen, der einen Großteil an übrigem Gas und Staub aus dem Sonnensystem blies.
Planeten, Monde und viele Asteroiden wurden seit der Entstehung des Sonnensystems erhitzt und ihre Bestandteile wurden dadurch verändert. Deshalb können sie wenig Hinweise auf die frühe Zeit des Sonnensystems liefern. Einige frühe Meteoriten jedoch enthalten Material, das seit der Entstehung des Sonnensystems vor über 4,5 Milliarden Jahren fast unverändert geblieben sind.
Thiemens sagt, dass die Technik, die sein Team zur Feststellung einer hell leuchtenden Protosonne verwendete, eigne sich auch zur Schätzung, wann und wo verschiedene Verbindungen entstanden sind.
„Das ist unser nächstes Ziel,“ sagte er. „Wir betrachten Mineral für Mineral und können dann vielleicht sagen, was Schritt für Schritt passiert ist.“
