Een team van Japanse en Amerikaanse wetenschappers heeft meteorietcomponenten gevisualiseerd met een hogere resolutie dan ooit tevoren. Hun inspanningen hebben geleid tot een beter begrip van stoffen in koolstofhoudende chondrieten, de meteorieten die organische verbindingen bevatten die op aarde landen. Deze stoffen zijn onder meer waterstof, koolstof, stikstof en water, die allemaal nodig zijn voor het leven.

Het onderzoek is op 2 januari online gepubliceerd, 2019 in Proceedings van de National Academy of Sciences ( PNAS ).

Koolstofhoudende chondrieten zijn gemaakt van materialen zoals rotsen, organisch, ijs en fijnkorrelig stof, waarvan de meeste werden gevormd in het zonnestelsel. De oorsprong van organisch materiaal dat wordt gevonden in meteorieten gaat terug tot de vorming van het zonnestelsel, of ongeveer 4,5 miljard jaar geleden. Daarom, wanneer ze op aarde worden gevonden en in detail worden geanalyseerd, deze koolstofhoudende chondrieten zijn nuttig om de geschiedenis van het zonnestelsel te begrijpen, de vorming van organische verbindingen, de aanwezigheid van water op aarde, en uiteindelijk, de oorsprong van het leven.

Het kunnen visualiseren van organische en anorganische componenten van meteorieten die op aarde zijn geland, is belangrijk omdat het onderzoekers in staat stelt de effecten van externe factoren zoals water en temperatuur te begrijpen. Specifieker, een methode waarmee onderzoekers de moleculaire structuren beter kunnen zien en analyseren, helpt hen uiteindelijk om de ruimtelijke relaties tussen organische stof en mineralen te begrijpen. Dit is van vitaal belang voor het traceren van zowel de vorming als de evolutie van organische materie en uiteindelijk het begrijpen van de geschiedenis van de vorming van het zonnestelsel. Ook, het begrijpen van de oorsprong van meteorieten is cruciaal voor het bepalen van de oorsprong van zowel water als leven op de planeet.

Echter, studies tot nu toe waren beperkt met methoden en microscopie die beelden opleverden met veel lagere resoluties. Daarom, formaties en evoluties van buitenaardse organische materie zijn tot nu toe vrij onbekend gebleven en zijn pas geanalyseerd na extractie, dat is een gecompliceerd meerstappenproces dat vatbaar is voor vele soorten methodologische fouten.

"Onderzoekers hebben recentelijk voornamelijk analyses uitgevoerd voor organische stof om de distributies en associaties met anorganische verbindingen te zien die ons kunnen helpen de chemie te begrijpen, zoals mineraal gekatalyseerde synthese van organisch materiaal, tijdens veranderingsprocessen in de meteorietouderasteroïden en historische stofprocessen in het vroege zonnestelsel. Echter, aangezien de componenten van meteorieten zeer fijn zijn, microscopische technieken om dergelijke distributies en associaties te analyseren zijn beperkt, " zegt Yoko Kebukawa, doctoraat, een universitair hoofddocent aan de faculteit Ingenieurswetenschappen, Yokohama National University in Japan en de corresponderende auteur van het artikel.

Specifiek voor dit onderzoek, de nadruk lag op het visualiseren van componenten van koolstofhoudende chondrieten via een krachtige microscopiemethode die afbeeldingen van meteorietcomponenten met veel betere resoluties oplevert. Deze methode, op atoomkrachtmicroscopie gebaseerde infraroodspectroscopie (AFM-IR) stelde de onderzoekers in staat om de componenten van twee koolstofhoudende chondrieten te bekijken, de Murchison-meteoriet en de Bell-meteoriet met veel hogere resoluties. Dit, beurtelings, leverde veel gedetailleerdere beelden op dan die tot nu toe zijn verkregen.

"De AFM-IR-techniek stelde ons in staat om de beperking van de slechte ruimtelijke resolutie van infraroodspectroscopie te overwinnen om de fijne details van organisch materiaal te zien zoals het wordt verspreid in meteorieten en associaties van mineralen, " voegt Kebukawa toe.

In de toekomst, het team is van plan zich te concentreren op de rol van mineralen in de formaties en evolutie van organisch materiaal in meteorieten tijdens externe processen die de lichamen beïnvloeden waar ze vandaan komen. Volgens Kebukawa, "Dit vereist twee dingen, namelijk analyses van meteorieten die op verschillende manieren zijn veranderd, evenals goede experimentele simulaties van deze veranderingsprocessen die de bovengenoemde methoden mogelijk zullen maken."