PAK’s in asteroïden zijn ouder dan ons zonnestelsel
Astronomische waarnemingen tonen aan dat polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s) overvloedig en wijdverspreid voorkomen in het interstellaire medium. PAK-moleculen bestaan uit verschillende aangrenzende aromatische ringen die worden afgesloten door waterstofatomen. In nieuw onderzoek voerden wetenschappers laboratorium-isotopische analyses uit van PAK’s in materiaal van de asteroïde Ryugu dat werd verzameld door de Japanse ruimtesonde hatabusa-2. Daarnaast onderzochten ze materiaal van de Murchison meteoriet. Ze beweren dat tenminste enkele van de Ryugu-PAK’s zich in koude interstellaire wolken moeten hebben gevormd en dus dateren van vóór het zonnestelsel.
PAK’s bevatten ongeveer 20% van het koolstof in het interstellaire medium.
Ze worden mogelijk geproduceerd in circumstellaire omgevingen (bij temperaturen boven 1000 K), door koude interstellaire wolken (temperaturen rond 10 K), of door verwerking van koolstofrijke stofkorrels.
PAK’s zijn organische verbindingen bestaande uit koolstof en waterstof die veel voorkomen op Aarde maar ook voorkomen in hemellichamen zoals asteroïden en meteorieten.
De onderzoekers van het Western Australia Organic & Isotope Geochemistry Centre van de Curtin Universiteit voerden gecontroleerde verbrandingsexperimenten uit op Australische planten, die isotopen werden vergeleken met PAK’s uit fragmenten van de Ryugu-asteroïde die in 2020 door een Japanse ruimtesonde naar de Aarde werden teruggestuurd, en de Murchison-meteoriet die in 1996 in Australië werd gevonden.
De bindingen tussen lichte en zware koolstofisotopen in de PAK’s werden geanalyseerd om de temperatuur te onthullen waarbij ze werden gemaakt.
Geselecteerde PAK’s van Ryugu en Murchison bleken verschillende kenmerken te hebben: de kleinere zijn waarschijnlijk in de koude ruimte ontstaan terwijl de grotere waarschijnlijk gevormd werden in warmere omgevingen, zoals in de buurt van een ster of in een hemellichaam.
Het begrijpen van de isotopensamenstelling van PAK’s helpt bij het ontrafelen van de omstandigheden en omgevingen waarin deze moleculen zijn ontstaan en het biedt inzicht in de geschiedenis en de chemie van hemellichamen zoals asteroïden en meteorieten, aldus de onderzoekers.
Dit onderzoek geeft wetenschappers waardevolle inzichten in hoe organische verbindingen zich buiten de Aarde vormen en waar ze vandaan komen in de ruimte.
Het gebruik van hightech methodes en creatieve experimenten heeft aangetoond dat geselecteerde PAK’s op asteroïden in de koude ruimte kunnen worden gemaakt.
De resultaten werden afgelopen week in het tijdschrift Science gepubliceerd.
Artikel: Sarah S. Zeichner et al. 2023. Polycyclic aromatic hydrocarbons in samples of Ryugu formed in the interstellar medium. Science 382 (6677): 1411-1416; doi: 10.1126/science.adg6304
Eerste publicatie: 24 december 2023
Bron: sci-news