Universität Bayreuth an Weltraumgesteinsforschung beteiligt. Eine Pressemitteilung der Universität Bayreuth.
Quelle: Universität Bayreuth, 10.06.2022.
Das Bayerische Geoinstitut (BGI) auf dem Campus der Universität Bayreuth. (Foto: UBT)
10. Juni 2022 – Ein internationales Forschungsteam mit Prof. DR. Audrey Bouvier, Kosmochemikerin am Geoinstitut Bayern (BGI) der Universität Bayreuth, berichtet gegenüber „Science“ über mineralogische und chemische Analysen von Gesteinsproben des Asteroiden Ryugu. 2019 sammelte die Raumsonde Hayabusa2 der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA Proben des 0,9 Kilometer großen Asteroiden und schickte sie in einer Kapsel zurück zur Erde. Die Ergebnisse der Forschung werden zu neuen Ideen über die Entstehung des Sonnensystems und die chemische Zusammensetzung der erdähnlichen Planeten beitragen. Unter Bouviers Leitung wird die Forschung an Weltraumgestein am BGI weiter intensiviert. Neben Asteroiden sollen hier in den kommenden Jahren auch Proben von Mars- und Mondgestein untersucht werden.
Professor Doktor. Audrey Bouvier, Geoinstitut Bayern (BGI), Universität Bayreuth. (Foto: UBT / Chr. Wißler)
Professor Doktor. Audrey Bouvier ist Mitglied des internationalen Forschungsteams, das an der ersten chemischen Analyse von Ryugus Gesteinsproben beteiligt ist, die in Japan durchgeführt wurde. Im Gegensatz zu den vielen Meteoriten, die auf der Erdoberfläche eingeschlagen sind, haben Proben des Asteroiden einen entscheidenden Vorteil: Sie sind garantiert nicht durch den Eintritt in die Erdatmosphäre oder den Aufenthalt auf der Erde chemisch verändert worden. Sie wurden geschaffen, wie sie sind: im Weltraum. Die von Hayabusa2 zur Erde geschickten Gesteinsproben wogen etwas mehr als 5,4 Gramm. „Als die Probenbehälter in Japan endlich geöffnet wurden, war das eine große Überraschung, da es viel mehr Material war, als wir zunächst dachten“, sagt Bouvier. „Die Proben in den Behältern sahen aus wie dunkle Kieselsteine. Die meisten hatten nur wenige Millimeter im Durchmesser, einige wenige größere bis zu einem Zentimeter, was nahe an der maximalen Größe liegt, die aus der Oberflächenprobe des Asteroiden gewonnen werden kann.“ .
Ryugu enthüllt Spuren der Geschichte des SonnensystemsIn ihrer Ryugu-Studie fanden Forscher heraus, dass sich Mineralien im Kontakt mit einer wässrigen Flüssigkeit bei einer Temperatur von etwa 37 Grad Celsius veränderten, aber nie Temperaturen über 100 Grad Celsius ausgesetzt waren. Chronologische Untersuchungen deuten darauf hin, dass diese Veränderungen etwa fünf Millionen Jahre nach der Bildung der ersten Mineralien im Sonnensystem stattfanden. Diese Veränderungen fanden auf einem der unzähligen kleinen Planeten (Planetesimals) statt, aus denen sich später durch Akkretion die Planeten im Sonnensystem entwickelten. Das Planetesimal, aus dem Ryugu vertrieben wurde, könnte reichlich im Wasser gewesen sein, was eine wichtige Voraussetzung für das Entstehen von Leben gewesen wäre.
Ein weiteres auffälliges Merkmal ist die Fülle chemischer Elemente, die in den Gesteinsproben vorhanden sind: Ryugu ähnelt den kohligen Chondriten CI des Meteoriten Ivuna, aber die Ähnlichkeit zur Zusammensetzung der Photosphäre der Sonne ist besonders stark. Die Photosphäre ist die äußere Schicht eines Sterns, aus der Licht in den Weltraum emittiert wird, woraus sich seine chemische Zusammensetzung ableiten lässt.
Die Analyse von Ryugus Proben deutet auch darauf hin, dass der Asteroid von einem Planetesimal abstammt, das sich am Rand des Sonnensystems gebildet hat. Später wanderte Ryugu in das Sonnensystem und erreichte seine derzeitige erdnahe Umlaufbahn um die Sonne. Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Materialien, die in der Nähe des Sonnensystems entstanden sind, zur Entstehung der Erde beigetragen haben könnten. Kohlenstoffhaltige Materialien könnten eine wichtige Quelle für sogenannte flüchtige Elemente auf der Erde gewesen sein. Flüchtige Elemente wie Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff sind wesentliche Bestandteile der Erdatmosphäre und der Ozeane und spielen daher eine entscheidende Rolle bei der Entstehung des Lebens.
Auf der Suche nach Leben im All: Künftig auch an der Universität Bayreuth Wenige Tage vor der Veröffentlichung des neuen Artikels „Science“ gab ein weiteres internationales Forscherteam bekannt, dass in Ryugu-Gesteinsproben 20 verschiedene Aminosäuren nachgewiesen wurden. Aminosäuren sind die Grundbausteine des Lebens auf der Erde. „Dies ist das erste Mal, dass Aminosäuren entdeckt wurden, die eindeutig nicht auf der Erde entstanden sind oder sich verändert haben. Auch in diesem Zusammenhang ist der Asteroid Ryugu ein spannendes Forschungsobjekt, das Erkenntnisse über die Entstehung von That’s why at verspricht der Universität Bayreuth wollen wir uns künftig stärker mit der Analyse extraterrestrischer Gesteinsproben befassen“, sagt Professor Dr. Audrey Bouvier. Zusammen mit Dr. Nobuyoshi Miyajima, Mineraloge am Bayerischen Geo-Institut, wird die japanische Weltraumbehörde bitten, Ryugus Proben dem BGI für weitere mineralogische und chemische Analysen zur Verfügung zu stellen. Im September 2022 werden am BGI neue Labore für Isotopengeochemie und Kosmochemie eröffnet. Hier sollen hochpräzise Isotopenstudien von Spurenmetallen in Ryugu und anderen Planetenproben durchgeführt werden.
Auch Marsgesteinsproben sollen an der Universität Bayreuth untersucht werden, entweder in Form von Meteoriten oder Deckproben von aktuellen und zukünftigen Missionen. Die National Aeronautics and Space Administration (NASA) und die European Space Agency (ESA) haben Prof. DR. Audrey Bouvier wurde kürzlich ausgewählt, der wissenschaftlichen Gruppe der Mars-Probenrückgabekampagne beizutreten. Dieses internationale Gremium plant derzeit die Rückgabe von Gesteinsproben vom Mars. Es definiert die wissenschaftlichen Ziele der laufenden Probennahme des Rovers Perseverance und entscheidet über die Aufbewahrung und Verteilung von Proben für wissenschaftliche Analysen.
Über die Mission Hayabusa2 Die Raumsonde Hayabusa2 wurde am 3. Dezember 2014 gestartet und erkundete 17 Monate lang (Juni 2018 bis November 2019) den Asteroiden Ryugu. Die Mission umfasste zwei Landeoperationen, um Asteroidenproben zu sammeln. Bei der zweiten Landung wurde ein 5-Gramm-Tantalprojektil abgefeuert, um einen Krater zu erzeugen, der es ermöglichte, nicht nur Oberflächenmaterial zu sammeln, sondern auch Proben von tiefer geschichtetem Gestein. Die Probenkapsel wurde am 6. Dezember 2020 in Australien geborgen und während der COVID-19-Pandemie unter strengen Quarantänebedingungen nach Japan verschifft. Das internationale Team, das Ryugus Proben bisher analysiert hat, besteht aus insgesamt sechs wissenschaftlich geleiteten Forschungsgruppen in Japan. Professor Doktor. Audrey Bouvier ist Mitglied der Arbeitsgruppe, die die in den Proben enthaltenen chemischen Elemente und ihre Isotope untersucht. Unterdessen ist die Raumsonde Hayabusa2 auf dem Weg zu einem anderen Asteroiden.
VeröffentlichungTetsuya Yokoyama et al: Die zurückgegebenen Proben des Asteroiden Ryugu ähneln kohligen Meteoriten vom Typ Ivuna. Wissenschaft 2022, doi.org/10.1126/science.abn7850