Sternenstaub: Blick in die Kinderstube
von Sonne, Mond und Erde

Nanowelt in Meteoriten enthüllt Leben und Sterben anderer Sterne

DMG.- Astrid Besmehn vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz ist der Geburtsstunde unseres Sonnensystems auf der Spur. In Meteoriten, die auf die Erde gestürzt sind, sucht sie gezielt nach winzigen Sternenstaubkörnern. Sie stammen aus verschiedenen Sterntypen, die vor Milliarden von Jahren entweder in einer gewaltigen Explosion zerbarsten oder aber Material durch starke Winde verloren. Die Sternenstaubkörner mischten sich unter den Rohstoff, von dem sich später unsere Sonne und ihr Planetensystem sowie unzählige Meteoriten bedienten. Mit der neuartigen NanoSIMS-Technologie, die es weltweit bis jetzt nur zweimal gibt, entlockt die Mineralogin den kosmischen Krümeln bislang unbekannte Geheimnisse ihrer Entstehung.

Die Mainzer Mineralogin Astrid Besmehn hat Meteoriten, die seit der Entstehung des Sonnensystems vor 4,57 Milliarden Jahren unverändert geblieben sind und irgendwann auf der Erde einschlugen, im Visier. Sie enthalten geringe Mengen des Minerals Siliziumkarbid, das auf der Erde sonst in der Natur nicht vorkommt. Dessen isotopische Zusammensetzung ist so fremdartig, dass es nicht einmal aus unserem Sonnensystem stammen kann. Aus astrophysikalischen Modellen wissen die Experten, dass im Innern von Sternen, die sich kurz vor der Explosion als Supernova befinden, das radioaktive Titan-Isotop ⁴⁴Ti entsteht. Diese Titanart zerfällt jedoch nach sehr kurzer Zeit zu ⁴⁴Ca, das es zwar auf der Erde auch gibt, nicht aber in dieser Anreicherung. Die einzig mögliche Erklärung: Als das Sonnensystem vor 4,57 Milliarden Jahren entstand, fing es Sternenstaub von gewaltigen Explosionen von Sternen ein.

Als Astrid Besmehn dieses Material untersuchte, staunte sie nicht schlecht: In einem nur ein Tausendstel Millimeter großen Korn ist das ⁴⁴Ca-Isotop nicht gleichmäßig verteilt. Es befindet sich im Zentrum des Korns und ist auf engstem Raum von anderem Sternstaubmaterial umgeben. Dabei könnte es sich um eine Art Kondensationskeim handeln, der bevorzugt Titan eingebaut hat. Die umgebende Schicht ist dann zu einem späteren Zeitpunkt aus einem Ti-ärmeren Material aufkondensiert. Dieser Befund könnte Aufschluss geben über das Kondensationsverhalten von Sternenstaub im abkühlenden Auswurf einer Supernova.

Bisher war es zwar möglich, das Zerfallsprodukt ⁴⁴Ca in den winzigen Körnern nachzuweisen, nicht aber dessen räumliche Verteilung. Hier eröffnet das seit dem Frühjahr 2001 in der Abteilung Kosmochemie des Max-Planck-Instituts installierte Sekundärionen-Massenspektrometer (NanoSIMS-Technologie) ganz neue Perspektiven: Erstmalig sind unterschiedliche Isotopenhäufigkeiten mit einer räumlichen Auflösung von bis zu 50 Nanometer nachweisbar. Dabei wird die Oberfläche des Körnchens mit einem Ionenstrahl „beschossen“ und praktisch atomlagenweise abgetragen.


Wissenschaftlicher Ansprechpartner: Dr. Astrid Besmehn, Max-Planck-Institut für Chemie, Abteilung Kosmochemie, Joh.-J.-Becher-Weg 27, 55128 Mainz. Tel.: 06131-305390, Fax: 06131-305388, E-Mail: abesmehn@mpch-mainz.mpg.de

---

Kontaktadresse: Deutsche Mineralogische Gesellschaft
Pressereferentin: Dr. Heidi Höfer, Institut für Mineralogie, Universität Frankfurt, Senckenberganlage 28,
60054 Frankfurt am Main. Tel.: 069-798 22549, Fax: 069-798 28066, E-Mail: hoefer@em.uni-frankfurt.de