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StartseiteForschung aktuellDer alte Staub und das All04.03.2011

Der alte Staub und das All

Meteoriten verraten die turbulenten Anfänge des Sonnensystems

Astronomie. - Viele Meteoriten sind Zeugen der Entstehung unseres Sonnensystems. In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science berichten Forscher, was sie darüber verraten.

Von Dirk Lorenzen

9,6-g-Fragment des Mars-Meteoriten Nakhla (Universität Hamburg)
9,6-g-Fragment des Mars-Meteoriten Nakhla (Universität Hamburg)

"We worked on some of the oldest condensed materials in our solar system","

Justin Simon beschäftigt sich mit Material, das zu dem ältesten gehört, das man im Sonnensystem finden kann,

""and they formed before any of the planets formed and therefore they provide a time capsule of the solar nebula."

Es ist entstanden, noch bevor sich die Planeten gebildet haben und ist somit eine Art Zeitkapsel aus dem Urnebel, aus dem Sonne, Erde & Co. hervorgegangen sind. Der junge Chemiker vom Nasa Johnson Space Center in Houston hat einen Meteoriteneinschluss untersucht, der viel Aluminium und Calcium enthält. Diese chemisch sehr einfachen Stücke gehörten zum ersten Material, das im heißen Gas des Urnebels kondensiert ist. So ist das nicht einmal erbsengroße Meteoritenstück ein Botschafter aus der Frühzeit des Sonnensystems – und es hat einiges zu erzählen, wie Justin Simon und sein Team überrascht feststellten.

"Unser Meteoriteneinschluss ist sowohl nahe der Sonne entstanden als auch weiter draußen. Offenbar hat sich dieses Körnchen erst ganz im Innern der Materiescheibe um die Sonne gebildet, ist dann bis zum Asteroidengürtel heraus geschleudert worden und gelangte später wieder zurück in die Nähe der Sonne."

Vor allem der Gehalt an unterschiedlichen Sauerstoff-Isotopen verrät die bewegte Vergangenheit des untersuchten Meteoriteneinschlusses. Astronomen wissen schon lange, dass die Sonne vor allem eine leichte Sauerstoff-Variante enthält, während es weiter draußen im Planetensystem mehr schwereren Sauerstoff gibt. Das von Justin Simon untersuchte Materie-Körnchen ist fast wie eine Zwiebel aufgebaut – und es zeigen sich deutliche chemische Unterschiede von Schale zu Schale. Die inneren Schalen enthalten vor allem leichten Sauerstoff, in der Mitte gibt es mehr vom schweren Sauerstoff-Isotop und außen wieder mehr vom leichteren. Als sich die Schalen angelagert haben, muss das Körnchen also jeweils in anderen Bereichen der Urwolke gewesen sein. Justin Simon:

"Wie wir messen, ist der Rand des Körnchens kaum jünger als sein Kern. Die Reise von der Sonne nach außen und wieder zurück muss damals also recht schnell geschehen sein – innerhalb von etwa 500 bis vielleicht 10.000 Jahren."

Die intensive Strahlung der gerade gezündeten Sonne, ihr starkes Magnetfeld und die Dynamik der rotierenden Materiescheibe haben das kleine Kügelchen kräftig hin und her geschubst. Es muss sich einige hundert Millionen Kilometer von der Sonne weg und wieder auf sie zu bewegt haben. Irgendwann begann die Materiescheibe sich zu verklumpen, erst zu kleineren Brocken, später zu Planeten. Das von Justin Simon untersuchte Stück geriet dabei ins Innere eines Meteoriten, der 4,5 Milliarden Jahre später auf die Erde stürzen sollte.

"Unsere Daten zeigen, dass die Planeten in unserem Sonnensystem nicht nur Material aus klar getrennten Bereichen der frühen Materiescheibe enthalten. Offenbar wurde damals vieles gut durchmischt. Wir müssen jetzt die Modelle, die die Entstehung von Planeten beschreiben, an diese neuen Daten anpassen."

Wieder einmal zeigt sich, dass Sterne und Planeten offenbar auf viel komplexere Weise entstehen als bisher gedacht. Um das Rätsel unserer eigenen kosmischen Vergangenheit zu lösen, brauchen die Forscher jetzt beides: Labor und Sternwarte, Mikroskop und Teleskop.

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