Neben der Rekonstruktion der Urbausteine unseres eigenen Sonnensystems im Rahmen der Stardust-Mission der NASA interessiert sich die Arbeitsgruppe um Professor Frank Brenker von der Goethe-Universität Frankfurt am Main vor allem für Körner, die noch älter sind als unsere Sonne.
Diese so genannten „präsolaren Körner“ stellen echten Sternenstaub dar, der den Mischungs- und Aufheizungsprozessen während der gesamten über 4,5 Milliarden Jahre dauernden Geschichte unseres Sonnensystems wie durch ein Wunder entkam.
Der mit Abstand höchste Anteil präsolarer Körner in einem Meteoriten wurde in dem Stein „Acfer094“ entdeckt. Bei der Untersuchung dieses exklusiven Materials kooperiert das Institut für Geowissenschaften der Goethe-Universität unter anderem mit dem Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz und dem Institut für Funktionswerkstoffe der Universität Saarbrücken.
Kleiner als ein tausendstel Millimeter
Das extrem feine räumliche Auflösungsvermögen der verwendeten Techniken ist dabei ebenso entscheidend wie bei der Analyse von Kometenstaub, denn die Sternenstaubkörner in den kosmischen Proben sind zumeist kleiner als ein tausendstel Millimeter. Um die winzigen präsolaren Körner in den Meteoriten und Kometensplittern aufspüren zu können, benötigt man ein räumlich hochauflösendes Sekundärionen-Massenspektrometer, das „NanoSIMS“.
Ein feiner Ionenstrahl aus Cäsium – mit einem Durchmesser von einem zehntel Mikrometer – rastert dabei die Probe ab und misst auf jedem analysierten Punkt die isotopische Zusammensetzung. Die Isotope eines Elements haben gleiche chemische Eigenschaften, aber unterschiedliche Massenzahlen – entsprechend der Anzahl der Neutronen im Atomkern.
Fusionsprozesse im Inneren von Sternen
Die Häufigkeit, mit der die Isotope eines Elements in der Natur auftreten, gibt Auskunft über ihre Herkunft. Sternenstaub erkennt man anhand der isotopischen Anomalien in Elementen wie Sauerstoff und Kohlenstoff. Ihre Zusammensetzung unterscheidet sich grundlegend von derjenigen der anderen Materie unseres Sonnensystems. Das lässt sich nur durch Fusionsprozesse im Inneren von Sternen erklären.
Stand: 30.01.2009
