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Entstehung des Sonnensystems

Stammen manche Meteoriten aus dem äußeren Sonnensystem?

Manche metallreichen Meteoriten der Klasse der kohligen Chondriten haben sich offenbar in Regionen des äußeren Sonnensystems jenseits der Bahnen der Gasriesen gebildet. Darauf weisen Untersuchungen gewisser Isotopenverhältnisse hin.
Ein Bruchstück des Meteoriten von Tscheljabinsk

Immer wieder finden sich in Meteoriten Hinweise darauf, dass am Anfang der Entstehung unserer Sonne und ihrer planetaren Begleiter Materie von einem in der kosmischen Nachbarschaft explodierten massereichen Stern, einer Supernova, in das Ausgangsmaterial eindrang. Ein Beleg dafür sind beispielsweise gewisse Gehalte der Isotope Chrom-54 und Magnesium-26. Letzteres ging aus dem Zerfall des kurzlebigen Isotops Aluminium-26 hervor, das eine Halbwertszeit von nur 700 000 Jahren aufweist. Es kommt daher nicht mehr in den Gesteinen unseres Sonnensystems vor, die sich ursprünglich vor rund 4,6 Milliarden Jahren gebildet haben. Manche besonders urtümlichen Meteoriten aus dieser Entstehungszeit, die kohligen Chondrite, haben einige Informationen über das Material dieser Urzeit praktisch unverändert bewahrt. Eine Forschergruppe um Elishevah van Kooten vom Natural History Museum of Denmark in Kopenhagen untersuchte nun kohlige Chondrite, die sich durch besonders hohe Gehalte an Metallen auszeichnen.

Der kohlige Chondrit NWA 3118 (Gesteinsanschliff)
Der kohlige Chondrit NWA 3118 | Der kohlige Chondrit NWA 3118 wurde im nordwestlichen Afrika, genauer gesagt in Marokko gefunden. Deutlich lassen sich die helleren runden Chondren in einer dunklen, kohlenstoffhaltigen Grundmasse (Matrix) erkennen.

Die Forscher stellten fest, dass diese Meteoriten eine einzigartige Isotopensignatur aufweisen, die auf eine Entstehung im äußeren Sonnensystem jenseits der Umlaufbahnen der vier Gasriesen Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun hinweist. Sie zeichnen sich gegenüber anderen kohligen Chondriten durch niedrigere Gehalte an Magnesium-26 und höhere Gehalte an Chrom-54 aus. Die Forscher nehmen daher an, dass diese Zusammensetzung auf unverändertes Material des solaren Urnebels hinweist, bevor radioaktives Aluminium-26 aus der stellaren Umgebung der werdenden Sonne in den solaren Urnebel eindrang. Die Forscher gehen von Anteilen zwischen 25 und 50 Prozent der ursprünglichen Materie aus, um die gemessenen Isotopenwerte zu erklären. Das Meteoritengestein, das von Himmelskörpern stammt, die sich näher an der Sonne bildeten, ist etwas jünger und zeigt deutliche Anzeichen von ehemals vorhandenem Aluminium-26 in den Gehalten von Magnesium-26. Von diesen Himmelskörpern stammen die metallärmeren kohligen Chondrite.

In den Bereichen näher an der Sonne, also innerhalb der heutigen Bahn des Riesenplaneten Jupiter, war das Geschehen in der umgebenden Scheibe aus Gas und Staub deutlich dynamischer als weiter außen, so dass das Material stärker durchmischt und chemisch besser homogenisiert wurde. Zudem waren die metallärmeren kohligen Chondrite vom Material aus dem äußeren Sonnensystem abgeschirmt, da die sich bildenden Gasriesen mit ihrer Schwerkraft breite Lücken in der solaren Gas- und Staubscheibe erzeugten und so den Nachschub unterbrachen.

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