Stickstoffverbindungen wie Ammoniumsalze sind in weit von der Sonne entfernten Materialien reichlich vorhanden, über Hinweise auf ihren Transport in die Erdumlaufbahn ist jedoch wenig bekannt. Mikrometeoriten von eisigen Objekten im äußeren Sonnensystem könnten der Ursprung des Stickstofftransports in die erdnahe Region im frühen Sonnensystem gewesen sein. Ein internationales Forschungsteam, dem Wissenschaftler der University of Hawaii in Manoa unter der Leitung der Universität Kyoto angehörten, veröffentlichte die Entdeckung kürzlich in Nature Astronomy.

Eine neue Studie zeigt, dass im frühen Sonnensystem Mikrometeoriten von eisigen Himmelskörpern möglicherweise Stickstoff in die Erdumlaufbahn gebracht haben, was möglicherweise zur Entstehung von Leben beigetragen hat. Dies ist das neueste Ergebnis einer Studie an Ryugu-Proben, die von einem Kyoto-Hawaii-Forschungsteam veröffentlicht wurde.

„Unsere jüngsten Ergebnisse deuten darauf hin, dass möglicherweise mehr Stickstoffverbindungen als bisher angenommen in die Erdnähe transportiert werden und möglicherweise zu Bausteinen des Lebens auf unserem Planeten werden“, sagte die Co-Autorin der Studie, Hope Ishii, ein angeschlossenes Fakultätsmitglied am Hawaii Institute of Geophysics and Planetology (SOEST) der University of Hawai'i an der School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST) von Mānoa.

(A) Magnetitpartikel, die in Proben des Asteroiden Ryugu gefunden wurden. Magnetitpartikel haben eine runde Form, da sie im fließenden Wasser des Asteroiden wachsen. Die Oberfläche von Magnetit ist sehr porös, eine Eigenschaft, die nur auf Oberflächen zu finden ist, die der rauen Umgebung des Weltraums ausgesetzt sind.(B) Querschnittsbild von rundem Magnetit. Links ist ein RGB-Kompositbild aus Sauerstoff (rot), Eisen (grün) und Silizium (blau) und rechts ein RGB-Kompositbild aus Schwefel (rot), Stickstoff (grün) und Magnesium (blau) zu sehen, das die Verteilung der Elemente zeigt. Auf der Oberfläche ist eine eisen- und stickstoffreiche Schicht zu erkennen (grün dargestellt). An der Oberfläche von Magnetit ist Eisennitrid nur wenige zehn Nanometer dick. Quelle: Universität Kyoto/Toru Matsumoto

Wie alle Asteroiden ist Ryugu ein kleiner Felskörper, der die Sonne umkreist. Die Raumsonde Hayabusa2 der Japan Aerospace Exploration Agency erkundete Ryugu und brachte im Jahr 2020 Materialien von Ryugus Oberfläche zurück zur Erde. Es wurde festgestellt, dass der einschlagende Asteroid reich an Kohlenstoff ist und aufgrund der Auswirkungen von Mikrometeoritenkollisionen und Strömen geladener Ionen von der Sonne einer starken Weltraumverwitterung ausgesetzt war.

In der Studie wollten die Wissenschaftler Hinweise auf Material finden, das in der Nähe der Erdumlaufbahn ankommt, wo sich Ryugu derzeit aufhält, indem sie Beweise für Weltraumverwitterung in Proben von Ryugu untersuchten. Mittels Elektronenmikroskopie stellten sie fest, dass die Oberfläche der Ryugu-Probe mit winzigen Mineralien aus Eisen und Stickstoff (Eisennitrid: Fe4N) bedeckt war.

„Winzige Meteoriten, die Ammoniakverbindungen enthielten, sogenannte Mikrometeoriten, wurden aus dem eisigen Körper transportiert und kollidierten mit Ryugu“, sagte Toru Matsumoto, Assistenzprofessor an der Universität Kyoto und Erstautor der Studie. „Die Mikrometeoritenkollision löste eine chemische Reaktion im Magnetit aus, die zur Bildung von Eisennitrid führte.“

Auf der Oberfläche von Magnetit, das aus Eisenatomen und Sauerstoffatomen besteht, wird Eisennitrid beobachtet. Wenn Magnetit der Weltraumumgebung ausgesetzt wird, gehen Sauerstoffatome von der Oberfläche verloren, da es solaren Wasserstoffionen (Sonnenwind) ausgesetzt ist und durch Mikrometeoriteneinschläge erhitzt wird. Durch diese Prozesse entsteht auf der Magnetitoberfläche metallisches Eisen, das leicht mit Ammoniak reagiert und so ideale Bedingungen für die Synthese von Eisennitrid schafft.

Zusammengestellte Quelle: ScitechDaily