Messung des uralten Magnetfelds des solaren Urnebels

Print Friendly, PDF & Email

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Chondrulen sind millimetergroße Bestandteile primitiver Meteoriten, die sich während kurzer Aufheizphasen im jungen solaren Nebel bildeten. Wissenschaftler haben erfolgreich die Magnetfeldstärke im jungen solaren Nebel bestimmt, indem sie das Feld gemessen haben, welches in Chondrulen, wie dem hier gezeigten, überliefert wurde, die das Mineral Olivin enthalten. Der Maßstab steht für eine Länge von 0.2 mm. Wu et al.

 

Astronomische Beobachtungen junger Protosterne deuten darauf hin, daß sich Planetensysteme sehr schnell aus dem Staub in einer protoplanetaren Scheibe entwickelten – in weniger als fünf Millionen Jahren. Solch kurze Zeitspannen verlangen nach einem sehr wirksamen Mechanismus (oder nach Mechanismen), um das Material in Richtung des zentral gelegenen Sterns zu befördern, aber über einen Mechanismus(en), der dieses bewerkstelligt, ist wenig bekannt. Jedoch sind einige Mechanismen ins Feld geführt worden, bei denen Magnetfelder eine wichtige Rolle spielen, entweder im stellaren Wind oder in der Scheibe selbst.

Astronomen können momentan Magnetfeldstärken in Planeten bildenden Regionen nicht direkt messen, aber Experimente an Material, das von Meteoriten aus unserem eigenen Sonnensystem stammt, könnten womöglich die Stärke der Magnetfelder im jungen solaren Nebel eingrenzen. Chondrulen sind millimetergroße Bestandteile primitiver Meteoriten, die sich während kurzer Aufheizphasen im jungen solaren Nebel bildeten und stellen wohl einen bedeutenden Anteil der Masse von Asteroiden und sogar der Vorläufer terrestrischer Planeten dar. Deshalb erfolgte die Bildung von Chondrulen höchstwahrscheinlich während eines wichtigen Abschnitts in der Entwicklung des frühen Sonnensystems. Wenn ein stabiles Magnetfeld während der Abkühlphase vorhanden war, sollten die Chondrulen selbst schwach magnetisiert worden sein. Folglich sollte die Bestimmung ihrer Magnetfelder nicht nur Modelle zu ihrer Entstehung, sondern außerdem Modelle zur Entwicklung der Scheibe einschränken.

Zu den ursprünglichsten Meteoriten, die man kennt, zählt der sogenannte Semarkona-Meteorit. Er enthält Chondrulen aus kristallinem Olivin, die dank ihrer einzigartigen Zusammensetzung und magnetischen Eigenschaften ihre ursprüngliche Magnetisierung über die Äonen hinweg seit ihrer Entstehung und trotz ihrer späteren Geschichte im Sonnensystem bewahren konnten. Ein großes Forscherteam, darunter die CfA-Astrophysiker Xue-Ning Bai und Ronald Walsworth, isolierte acht Olivin-Chondrulen aus dem Semarkona-Meteoriten; diese sind winzig und messen weniger als einen Millimeter im Durchmesser. Mittels neuester, perfektionierter Techniken, die sich Quantenmessungen bei tiefen Temperaturen zunutze machen und im Labor von Walsworth entwickelt wurden, war das Team in der Lage, Magnetfelder in diesen winzigen kristallinen Proben zu messen und zu folgern, daß der ursprüngliche Nebel, in dem sich diese Chondrulen bildeten, eine Feldstärke aufwies, die etwa dem Doppelten des heutigen Erdmagnetfeldes (an der Oberfläche) entspricht. Die Wissenschaftler kommen auch zu der Feststellung, daß die Magnetfelder des Nebels stark genug waren, um die wohlüberlegten Massetransportraten in den frühen Entwicklungsstufen zu erklären. Nicht zuletzt ist das Ergebnis eine eindrucksvolle Anwendung neuer, perfektionierter Quantenmeßtechniken.

Literatur:
„Solar Nebula Magnetic Fields Recorded in the Semarkona Meteorite“
Roger R. Fu, Benjamin P. Weiss, Eduardo A. Lima, Richard J. Harrison, Xue-Ning Bai, Steven J. Desch, Denton S. Ebel, Clement Suavet, Huapei Wang, David Glenn, David Le Sage, Takeshi Kasama, Ronald L. Walsworth, and Aaron T. Kuan
Science 28 Nov 2014: Vol. 346, Issue 6213, pp. 1089-1092