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Autor: Hans Lammersen / 15. Juni 2014, 13:21 Uhr

Neue Einblicke in die Frühzeit des Sonnensystems

Wissenschaftlern aus Deutschland, der Schweiz und den USA ist es durch die Untersuchung von Eisenmeteoriten gelungen, den Zeitpunkt der Bildung von Planetenkernen in unserem Sonnensystem genauer als bisher zu datieren. Demnach bildeten sich die Kerne bereits 100000 bis 300000 Jahre nach der Kondensation der ersten festen Stoffe.

Quelle: Universität Münster, weltderphysik.de
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NASA, JPL

Illustration einer so genannten protoplanetaren Scheibe. Protoplanetare Scheiben sind ringförmige Anordnungen aus Gas und Staub um junge Sterne, aus denen sich im weiteren Verlauf Planetensysteme bilden können.
(Bild: NASA, JPL)
Die untersuchten Eisenmeteoriten sind Bruchstücke von Kernen so genannter Planetesimale. Als Planetesimale bezeichnen die Astronomen und Geologen Vorläufer und Bausteine von Planeten, die sich aus Staubteilchen bilden, die in einer sehr frühen Stufe der Entstehung von Planetensystemen einen neu entstandenen Stern umkreisen. Die Staubteilchen lagern sich aneinander und bilden so nach und nach immer größere Körper. Ab etwa einem Kilometer Größe werden diese Körper als Planetesimale bezeichnet. Bei dieser Größe kommt es bereits zu einer Differenzierung der Stoffe durch deren spezifisches Gewicht. Schwere Metalle sinken in den Kern ab, leichtere Stoffe bleiben an der Oberfläche und bilden eine Art Kruste. Aus den Kernbereichen stammen die Eisenmeteoriten, die die Wissenschaftler untersucht haben.

Die Gruppe hat das Vorkommen von Wolframisotopen in den Meteoriten ermittelt. Dies ist früher schon gemacht worden, allerdings hatte man dabei immer Probleme mit der kosmischen Strahlung, die das Ergebnis jeweils verfälschte. Den Wissenschaftlern um Thomas Kruijer von der Universität in Münster haben es nun geschafft, die Verfälschung zu quantifizieren und aus den Ergebnissen heraus zu rechnen. So konnten sie zeigen, dass sich die Planetenkerne schneller und früher gebildet haben, als bisher angenommen wurde. Schon 100000 bis 300000 Jahre nach der Kondensation der ersten festen Stoffe haben sich die Mutterkörper der Eisenmeteorite gebildet. Allerdings dauerte es dann noch mal etwa zwei Millionen Jahre, bis sich die Mutterkörper soweit differenziert hatten, dass sich Eisenkerne ausbilden konnten. Der Grund: Die Mutterkörper waren zunächst zu kalt. Sie mussten sich erst erhitzen und aufschmelzen, damit in der Schmelze die schweren Metalle nach unten sinken und die Kerne bilden konnten.

Der weitere Prozess der Planetenbildung dauerte dann noch einmal etwa 100 Millionen Jahre. Dabei haben sich die Planeten der Theorie zufolge aus vielen Planetesimalen zusammengefügt.

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