Unsere Sonne ist ein lebloser, feuriger Gasball, der von einem nuklearen Inferno angetrieben wird. Die Erde ist ein felsiger, geschichteter Planet, der von Wasser bedeckt und voller Leben ist. Trotzdem ist die Elementzusammensetzung dieser beiden Himmelskörper überraschend ähnlich.
Die Elemente in Sonne und Erde sind ziemlich gleich, obwohl die Erde weniger flüchtige Elemente der Sonne hatte, die bei hohen Temperaturen verdampfen, wie eine neue Analyse zeigt.
Dies deutet darauf hin, dass sich die Erde aus Material im Sonnennebel gebildet hat - der Staub- und Gaswolke, die die Sonne geformt hat -, aber flüchtige Elemente wie Helium, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff während der Entstehung unseres Planeten entfernt wurden. Die in der aktuellen Studie verwendeten Werkzeuge könnten auch dazu beitragen, die Zusammensetzung von Exoplaneten aufzudecken, die entfernte Sterne umkreisen, berichteten die Autoren der Studie.
Zunächst analysierten die Forscher Elemente, die in felsigen Meteoriten auftraten, die auf die Erde fielen, sogenannte Chondriten. Chondriten, die sich auch im protosolaren Nebel gebildet haben, werden häufig als Stellvertreter für das Verständnis der chemischen Zusammensetzung der Sonne verwendet, schrieben die Forscher.
Sie bewerteten auch die Elementzusammensetzung der Sonne anhand von Beobachtungen der Strahlung in der Photosphäre der Sonne - der äußeren "Hülle", die Licht ausstrahlt - und nahmen Daten aus Solarturbulenzen und theoretischen Modellen auf.
Obwohl die am häufigsten vorkommenden Elemente in der Sonne Wasserstoff und Helium sind, stellten die Forscher fest, dass insgesamt 60 Elemente sowohl in Meteoriten als auch in der Photosphäre häufig vorkommen. Diese Elemente waren laut der Studie wahrscheinlich auch im protosolaren Nebel vor der Geburt der Sonne reichlich vorhanden.
Anschließend verglichen die Wissenschaftler ihre Ergebnisse mit der Elementzusammensetzung des Erdkerns und des primitiven Erdmantels, die durch eine Kombination aus mathematischen Modellen, seismischen Daten und Gesteinsproben ermittelt werden kann. Sie fanden heraus, dass die Erde zwar die meisten Elemente wie Chondriten und die Sonne gemeinsam hatte, sich jedoch "entgiftet" hatte - im Laufe der Zeit flüchtige Elemente verloren hatte - und dass dies "ein inhärenter Prozess" war, als das innere Sonnensystem Gestalt annahm, schrieben die Forscher.
"Dieser Vergleich liefert eine Fülle von Informationen über die Entstehung der Erde", sagte der Co-Autor der Studie, Trevor Ireland, Professor für Geochemie und Kosmochemie an der Research School of Earth Sciences der Australian National University (ANU) in Canberra Erklärung.
Ähnliche Bewertungen könnten für Planeten durchgeführt werden, die andere Sterne als unsere Sonne umkreisen.
"Felsige Exoplaneten sind mit ziemlicher Sicherheit entgiftete Teile der Sternnebel, aus denen sie und ihre Wirtssterne entstanden sind", schrieben die Forscher in der Studie.
Die Bestimmung der elementaren Zusammensetzung weit entfernter Exoplaneten wird eine wichtige Rolle bei der Bestimmung spielen, ob sie das menschliche Leben unterstützen können, sagte der leitende Studienautor Haiyang Wang, Doktorand an der ANU Research School of Astronomy and Astrophysics, in der Erklärung.
"Die Zusammensetzung eines felsigen Planeten ist eines der wichtigsten fehlenden Elemente bei unseren Bemühungen, herauszufinden, ob ein Planet bewohnbar ist oder nicht", sagte Wang.
Die Ergebnisse wurden online am 14. März im Preprint-Journal arXiv veröffentlicht und in einer der nächsten Ausgaben des Journals Icarus veröffentlicht.
