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In Ägypten gefundener “Hypatia-Stein” ist älter als das Sonnensystem:


Fragmente des im sog. Lybischen Wüstenglas-Feld gefundene Hypatia-Steins.
Copyright: Dr. Mario di Martino, INAF Osservatorio Astrofysico di Torino
Johannesburg (Südafrika) – Bereits 2013 und 2015 zeigten Analysen eines im südwestlichen Ägypten gefundenen vermeintlichen Kieselsteins, dass dieser in Wirklichkeit gar nicht von der Erde und auch nicht aus unserem Sonnensystem zu stammen scheint. Eine neue Analyse des sogenannten Hypatia-Steins deutet nun darauf hin, dass der Stein zudem auch noch älter als das Sonnensystem selbst ist. Zusammengenommen sehen die Wissenschaftler in der Zusammensetzung des Steins, eine Kombination unveränderter Materialien aus einer Zeit noch vor der Geburt unserer eigenen Sonne.

Wie das Team um Jan Kramers und Georgy Belyanin von der University of Johannesburg aktuell im Fachjournal “Geochimica et Cosmochimica Acta” (DOI: 10.1016/j.gca.2017.12.020) berichtet, offenbart ihre Analyse, dass die im Innern des Steins entdeckten exotischen Mikro-Mineralverbindungen weder auf der Erde noch sonst wo im Sonnensystem vorkommen und bisher auch nicht als Bestandteile von Meteoriten oder Kometen bekannt sind.

Der einst zur Erde gefallene Hauptkörper muss einige Meter Durchmesser gehabt haben, dann aber in viele Einzelteile zerfallen sein, von denen der Hypatia-Stein nur eines darstellt, sind sich die Forscher sicher.

“Die Mineralmatrix des Steins unterscheidet sich deutlich von allem, was wir bislang in anderen Meteoriten gefunden haben. Selbst wenn wir die gesamte Erde zu Staub zerkleinern könnten, so erhielten wir eine durchschnittlich gleiche chemische Zusammensetzung dieses Staubs, wie wir sie auch in sogenannten Chondrit-Meteoriten, finden. In Chondriten erwarten wir, einen kleineren Anteil Kohlenstoffs (C) und einen größeren Anteil Siliziums (Si). Aber in der Matrix des Hypatia-Steins finden wir einen Großteil an Kohlenstoff und einen ungewöhnlichen kleinen Anteil von Silizium. (…) Hinzu beinhaltet die geologische Matrix des Steins einen hohen Anteil sehr spezieller Kohlenstoffverbindungen, sog. Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAH) und damit einen Hauptbestandteil interstellaren Staubs, der bereits vor unserem Sonnensystem existierte. Interstellarer Staub findet sich auch in Kometen, Asteroiden und Meteoriten, die über einen Großteil ihrer Existenz erhitzt wurden.”

Zudem hat sich ein Großteil der PAH im Hypatia-Stein in Mikrodiamanten verwandelt – vermutlich durch den Druck beim Auftreffen auf die Erdatmosphäre oder beim Einschlag auf die Oberfläche. “Es sind diese Diamanten, die Hypatia resistent gegen die Verwitterung gemacht haben, weshalb der Stein auch bis heute noch seit seiner Ankunft auf der Erde so gut erhalten ist.”

Als Georgy Belyanin die Mineralien im Innern der Einschlüsse analysierte, stieß er zudem auf eine ganze Anzahl gänzlich unerwarteter chemischer Elemente: “Aluminium liegt in Hypatia in einer reinen metallischen Form vor und nicht als chemischer Verbund mit anderen Elementen. Zwar liegt auch Gold in Nuggets derart rein vor – Aluminium aber eigentlich nie. Eine solche Form ist auf der Erde und – so wir dies bislang sagen können – auch im sonstigen Sonnensystem wirklich extrem selten.”

Auch beinhaltet der Hypatia-Stein Silberiodid-Phosphide und Körner aus Siliziumkarbid in wirklich unerwarteter Form: “Diese Körnchen wurden bereits bei der Entdeckung des Steins vor Ort entdeckt und hatten sich nicht mit dem umliegenden Gestein vermischt. Es gibt auch Komponenten, die hauptsächlich aus Nickel und Phosphor mit einem nur sehr geringen Eisenanteil und damit aus einer Mineralzusammensetzung bestehen, wie wir sie bislang auf der Erde oder in Meteoriten noch nie entdeckt hatten”, erläutert Belyanin.

“Schon als entdeckt wurde, dass der Hypatia-Stein außerirdischer Herkunft ist, war dies eine Sensation”, kommentiert Dr. Marco Andreoli von der University of the Witwatersrand und Koautor der Studie. “Die neusten Ergebnisse eröffnen nun aber noch viel größere Fragen über seine konkrete Herkunft.”

Zusammengenommen sehen die Wissenschaftler in der Zusammensetzung des Steins, eine Kombination unveränderter Materialien aus einer Zeit noch vor der Geburt unserer eigenen Sonne. “Das bedeutet, dass dieses material bereits bestand, bevor unsere Sonne, die Erde und alle anderen Planeten existierten.” Diese Schlussfolgerung wird auch durch die ungewöhnliche Zusammensetzung der Nickel-Phosphor-Eisen-Körner in den Einschlüssen in Hypatia gestützt: “Diese drei chemischen Elemente sind deshalb so interessant, weil sie zu der Untergruppe jener chemischer Elemente gehören, die schwerer als Kohlenstoff und Stickstoff sind und den Großteil der Felsplaneten ausmachen. In Hypatia unterscheiden sich jedoch die Verhältnisse dieser drei Elemente extrem von allem, was für den Planeten Erde oder bekannte Arten von Meteoriten bislang errechnet wurde. Somit sind diese Einschlüsse geradezu einzigartig im gesamten Sonnensystem”, zeigt sich Belyanin von den Ergebnissen der Analyse begeistert.

“Wir glauben, dass die Nickel-Phosphor-Eisen-Körner in einer Zeit vor der Geburt des Sonnensystem entstanden sind, weil sie sich innerhalb der Matrix des Steins befinden und deshalb wahrscheinlich nicht durch den Druck während des Einschlags des Steins auf die erde verändert wurden. Auch ihre Zusammensetzung ist so fremdartig, dass sie nicht zu unserem Sonnensystem passt.”

Die Autoren der Studie vermuten, dass sich jedoch der Rest des Steins erst im entstandenen Sonnensystem bildete: “Um einen solchen Stein zu formen, braucht es eine dichte Staubwolke wie den ursprünglichen Sonnennebel, aus dem sich die großen Planeten formten.”

Laut der Vorstellung von der Entstehung des Sonnensystems, bildeten sich die Planeten aus einer gewaltigen urzeitlichen Wolke aus interstellarem Staub, dem sogenannten Sonnen- oder auch Urnebel. In einer ersten Phase fand sich dieser Staub wie Staubknäuel in einem lange Zeit nicht gereinigten Raum zusammen. Dass Forscher sich diesen Urnebel homogen vorstellen, erklärt auch, warum dieser Staub im gesamten Sonnensystem vermutlich gleich ist.

Die Chemie des Hypatia-Stein rüttelt nun jedoch an dieser Vorstellung: “In der Hypatia-Matrix gibt es keine Silikatminerale – ganz im Gegensatz zu Chondriten und allen Körpern wie Erde, Mars und Venus. Dann gibt es da die exotischen Mineraleinschlüsse. Stamme Hypatia nicht aus einer Zeit vor unserem Sonnensystem, so würden beide diese Merkmale dafür sprechen, dass der Urnebel nicht überall gleich gewesen wäre und würde damit unsere Vorstellung von der Entstehung unseres Sonnensystem in Frage stellen”, kommentiert Kramers abschließend.

“Wir wissen, das Hypatia in einer kalten Umgebung entstanden ist, vermutlich bei Temperaturen um -196 Grad Celsius. In unserem Sonnensystem entspräche dies weit draußen, jenseits des Asteroidengürtels, aus dem die meisten Meteoriten stammen. Die meisten Kometen kommen aus dem Kuiper-Gürtel jenseits der Umlaufbahn des Neptun und damit 40 mal weiter von der Sonne entfernt als unsere Erde. Einige Kometen kommen auch aus der Oortschen Wolke und damit von noch weiter weg. Wir wissen noch sehr wenig über die chemische Zusammensetzung der dortigen Objekte. Deshalb müssen wir also auch noch weiter nach dem Herkunftsort von Hypatia suchen.”

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