Neue Erkenntnis beeinflusst Modelle über die Entstehung des Sonnensystems

Illustration eines Sonnensystems im Frühstadium seiner Entwicklung (NASA / JPL-Caltech)
Illustration eines Sonnensystems im Frühstadium seiner Entwicklung (NASA / JPL-Caltech)

Eine weltweite Kollaboration, darunter fünf Forscher der University of Notre Dame, hat die Halbwertszeit von Samarium-146 korrigiert und sie von 103 Millionen Jahren auf 68 Millionen Jahre reduziert. Das Ergebnis wurde im Journal Science veröffentlicht.

Die korrigierte Halbwertszeit ist 34 Prozent kleiner als der zuvor angenommene Wert und beeinflusst das Verständnis jener Prozesse, die zu der Entstehung des Sonnensystems führten, sowie die Datierung einiger wichtiger geologischer Ereignisse im Erdmantel und anderer terrestrischer Planeten im frühen Sonnensystem.

Samarium-146 (146Sm) ist eines der Hauptwerkzeuge, um die Entwicklung des Sonnensystems während der ersten paar hundert Millionen Jahre nachzuvollziehen. Es ist ein radioaktives Atom, das als Uhr verwendet wird, um die Trennung der Mäntel von terrestrischen Planeten wie der Erde und dem Mars, sowie dem Mond und den Ursprungsobjekten von Meteoriten in Regionen mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen in der Frühzeit des Sonnensystems zu datieren, darunter fällt auch die Bildung der Kruste.

Samarium-146 wird ausschließlich in Sternen produziert und kommt auf der Erde nicht natürlicherweise vor. Es zerfällt in Neodym-142 (142Nd), deshalb deutet die Anwesenheit großer Mengen 142Nd auf die vorherige Präsenz von 146Sm hin. Die Forscher erzeugten 146Sm-Proben in einem Reaktor und nutzten die Beschleuniger-Massenspektrometrie (Accelerator Mass Spectrometry, AMS), um die Isotope von anderem Material mit der Massenzahl 146 (Isobaren genannt) zu trennen. Die Messungen wurden unter Verwendung der hochenergetischen ATLAS-Beschleuniger-Einrichtung am Argonne National Laboratory vorgenommen und machten von der Methode der gasgefüllten Magneten Gebrauch. Diese Methode wurde in einer Zusammenarbeit von Physikern des Argonne National Laboratory, dem Physikprofessor Philippe Collon von der University of Notre Dame und Michael Paul von der Hebrew University in Jerusalem entwickelt.

“Samarium-146 hat eine ganze Menge verschiedener Anwendungsmöglichkeiten, die sich auf die geologische Datierung dieser Ereignisse beziehen. Es geht zurück bis zur Entstehung des Sonnensystems und der Bildung der Erde. Das verändert einige der Modelle deutlich und ist ein wichtiger Teil der Informationen. Es wird Auswirkungen auf einige unserer Modelle haben und unser Verständnis von der Entstehung des Sonnensystems und jedes extraterrestrischen Planetensystems beeinflussen, das wir uns ansehen”, sagte Collon.

Collon und der Physikprofessor Xiaodong Tang, der Gaststipendiat und Co-Autor der Studie Yoav Kashiv und die Studenten Dan Robertson und Chris Schmitt waren Teil des Forschungsteams, das Gruppen aus Israel, Japan und dem Argonne National Laboratory umfasste.

Hintergrundinformationen über diese Forschungsarbeit sind auf der Website des College of Science verfügbar: http://science.nd.edu/solarsystem.html

Quelle: http://newsinfo.nd.edu/news/29976-new-finding-affects-understanding-of-formation-of-the-solar-system/

(THK)

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