Es mag so gut wie unmöglich erscheinen, festzustellen, wie sich das Sonnensystem gebildet hat, da es vor ungefähr 4,5 Milliarden Jahren geschah. Glücklicherweise steht ein Großteil der Trümmer, die beim Entstehungsprozess übrig geblieben sind, noch heute zum Studium zur Verfügung und umkreist unser Sonnensystem in Form von Steinen und Trümmern, die manchmal ihren Weg zur Erde finden.
Zu den nützlichsten Trümmerteilen gehören die ältesten und am wenigsten veränderten Meteoritentypen, die als Chondriten bekannt sind. Sie bestehen hauptsächlich aus kleinen steinigen Körnern, sogenannten Chondren, die kaum einen Millimeter im Durchmesser haben.
Und jetzt erhalten Wissenschaftler wichtige Hinweise auf die Entwicklung des frühen Sonnensystems, dank neuer Forschungsergebnisse, die auf den genauesten Labormessungen basieren, die jemals an den in diesen winzigen Körnern eingeschlossenen Magnetfeldern durchgeführt wurden.
Chondrit-Meteoriten sind Asteroidenstücke, die durch Kollisionen abgebrochen wurden und seit ihrer Entstehung während der Geburt des Sonnensystems relativ unverändert geblieben sind. Die darin enthaltenen Chondren wurden gebildet, als Flecken von Sonnennebeln - Staubwolken, die junge Sonnen umgeben - stunden- oder sogar tagelang über den Schmelzpunkt des Gesteins erhitzt wurden.
Der bei diesen „Schmelzereignissen“ aufgefangene Staub wurde zu Tröpfchen geschmolzenen Gesteins eingeschmolzen, die dann abkühlten und zu Chondren kristallisierten. Beim Abkühlen der Chondren wurden eisenhaltige Mineralien durch das lokale Magnetfeld in der Gaswolke magnetisiert. Diese Magnetfelder bleiben bis heute in den Chondren erhalten.
Die Chondrenkörner, deren Magnetfelder in der neuen Studie kartiert wurden, stammten von einem Meteoriten namens Semarkona - benannt nach der Stadt in Indien, in die er 1940 fiel.
Roger Fu vom MIT - arbeitete unter Benjamin Weiss - war der Hauptautor der Studie; mit Steve Desch von der School of Earth and Space Exploration der Arizona State University als Co-Autor.
Laut der Studie, die diese Woche in veröffentlicht wurde Wissenschaft, Die von ihnen gesammelten Messungen deuten auf Stoßwellen hin, die sich durch die Staubwolke um die neugeborene Sonne als Hauptfaktor für die Bildung des Sonnensystems bewegen.
„Die Messungen von Fu und Weiss sind erstaunlich und beispiellos“, sagt Steve Desch. "Sie haben nicht nur winzige Magnetfelder gemessen, die tausendmal schwächer sind als ein Kompass, sondern auch die vom Meteoriten Millimeter für Millimeter aufgezeichneten Variationen der Magnetfelder kartiert."
Die Wissenschaftler konzentrierten sich speziell auf die eingebetteten Magnetfelder, die von „staubigen“ Olivinkörnern erfasst werden, die reichlich eisenhaltige Mineralien enthalten. Diese hatten ein Magnetfeld von etwa 54 Mikrotesla, ähnlich dem Magnetfeld an der Erdoberfläche (das zwischen 25 und 65 Mikrotesla liegt).
Zufälligerweise implizierten viele frühere Messungen von Meteoriten ähnliche Feldstärken. Es versteht sich jedoch, dass bei diesen Messungen magnetische Mineralien nachgewiesen wurden, die durch das Erdmagnetfeld oder sogar durch die von den Meteoritensammlern verwendeten Handmagnete kontaminiert wurden.
"Die neuen Experimente", sagt Desch, "untersuchen magnetische Mineralien in Chondren, die noch nie zuvor gemessen wurden." Sie zeigen auch, dass jede Chondrule wie ein kleiner Stabmagnet magnetisiert ist, aber mit „Norden“ in zufällige Richtungen zeigt. “
Dies zeige, sagt er, dass sie magnetisiert wurden Vor Sie wurden in den Meteoriten eingebaut und nicht auf der Erdoberfläche. Diese Beobachtung, kombiniert mit dem Vorhandensein von Stoßwellen während der frühen Sonnenbildung, zeichnet ein interessantes Bild der frühen Geschichte unseres Sonnensystems.
„Meine Modellierung für die Heizereignisse zeigt, dass Stoßwellen, die durch den Solarnebel gehen, die meisten Chondren zum Schmelzen gebracht haben“, erklärt Desch. Je nach Stärke und Größe der Stoßwelle kann das Hintergrundmagnetfeld bis zu 30-fach verstärkt werden. "Angesichts der gemessenen Magnetfeldstärke von etwa 54 Mikrotesla", fügte er hinzu, "zeigt dies, dass das Hintergrundfeld im Nebel wahrscheinlich im Bereich von 5 bis 50 Mikrotesla lag."
Es gibt andere Ideen, wie sich Chondren gebildet haben könnten, einige mit Magnetfackeln über dem Sonnennebel oder dem Durchgang durch das Magnetfeld der Sonne. Diese Mechanismen erfordern jedoch stärkere Magnetfelder als die in den Semarkona-Proben gemessenen.
Dies bestärkt die Idee, dass Schocks die Chondren im Solarnebel etwa an der Stelle des heutigen Asteroidengürtels schmolzen, der etwa zwei- bis viermal weiter von der Sonne entfernt liegt als die Erdumlaufbahnen.
Desch sagt: "Dies ist die erste wirklich genaue und zuverlässige Messung des Magnetfelds in dem Gas, aus dem sich unsere Planeten gebildet haben."
