Kosmische Festplatte: Meteorit enthält magnetische Signale aus der Frühzeit des Sonnensystems

Als die ersten Himmelskörper im jungen Sonnensystem entstanden und langsam abkühlten, erzeugten sie in ihrem Inneren Magnetfelder – und das wesentlich länger, als man bisher dachte. Die magnetische Aktivität hat offenbar mehrere Millionen Jahre gedauert, berichten James Bryson von der Universität Cambridge (Großbritannien) und Kollegen im Fachblatt „Nature“. Sie hatten Stein-Eisen-Meteoriten am Speicherring „Bessy II“ in Berlin-Adlershof untersucht und zu ihrer Überraschung darin magnetische Spuren aus der Frühzeit des Sonnensystems entdeckt.

Meteoriten enthalten Informationen ihre fernen Herkunftsorte

Meteoriten sind Bruchstücke von größeren Himmelskörpern wie Planeten und Asteroiden, die vor rund viereinhalb Milliarden Jahren entstanden. Werden die kosmischen Boten irgendwo auf der Erde gefunden, können Forscher etwas über ihre fernen Herkunftsorte herausfinden. Allerdings verwischen die Spuren im Lauf der Zeit, etwa durch heftige Zusammenstöße oder die Hitze radioaktiver Zerfallsprozesse. Es galt daher als unwahrscheinlich, dass magnetische Informationen aus der Frühphase der Planetenembryos erhalten bleiben.

Doch Bryson und sein Doktorvater Richard Harrison fanden trotzdem welche. Sie nutzten zirkular polarisiertes Röntgenlicht, das die Anlage Bessy II am Helmholtz-Zentrum Berlin erzeugt und fanden in ihren Meteoritenproben Nanopartikel mit einer magnetischen Orientierung. Nach Ansicht der Forscher stammt diese aus der Entstehungszeit des „Mutterasteroids“. Anhand der räumlichen Variation der magnetischen Signale rekonstruierten sie dessen Geschichte und ermittelten, wann der flüssige Kern des Himmelskörpers erstarrte – mit einem überraschenden Ergebnis.

Die Theorie könnte erklären, warum auch der Mond für längere Zeit ein Magnetfeld hatte

Magnetfelder in jungen Planeten entstehen durch den „Dynamoeffekt“: im Innern ist eine metallische Schmelze, die sich bewegt. „Bislang sind wir davon ausgegangen, dass die Ursache für die Strömungen thermische Konvektion ist“, erläutern die Forscher. „Doch ein solcher Effekt wäre recht kurzlebig.“ Nur einige zehntausend Jahre lang könnten kleine Planetenembryos mit mehreren hundert Kilometern Durchmesser auf diese Weise ein Magnetfeld erzeugen. Die aktuelle Analyse zeigt aber eine lange magnetische Geschichte an. Die herkömmliche Vorstellung muss falsch sein. Brysons Team vermutet, dass die inneren Strömungen vielmehr durch das langsame Erstarren des Kerns verursacht wurden.

Um ihre Hypothese zu überprüfen, haben die Wissenschaftler die Abkühlung eines 400 Kilometer großen Himmelskörpers über 250 Millionen Jahre modelliert. Die Berechnungen zeigen, dass dieser Prozess über einen Zeitraum von 25 bis 150 Millionen Jahren, abhängig von der genauen Zusammensetzung und Größe des Körpers, ein Magnetfeld produzieren kann. „Ein großer Teil der kleinen Objekte im jungen Sonnensystem hat also vermutlich eine zweite, länger andauernde Phase magnetischer Aktivität gezeigt“, schließen Bryson und seine Kollegen. Das könnte unter anderem auch erklären, warum der Mond einst für längere Zeit ein Magnetfeld besessen hat.