Astronomie: Kleine Asteroiden erhalten Magnetfeld durch Zusammenstöße
Eisenmeteoriten sind oft magnetisch, doch manche von ihnen dürften es gar nicht sein - bisher ein Rätsel der astronomischen Fachwelt. Ein Forschungsteam weiß jetzt, warum sie es trotzdem sind(öffnet im neuen Fenster) .
Zwar ist der Magnetismus von den meisten Meteoriten nicht stark, aber er enthält Informationen über ihre Herkunft. Aus diesem Grund raten Astronomen Meteoritenjägern davon ab, Magnete zu verwenden, um Meteoriten vom umgebenden Gestein zu unterscheiden. Denn Handmagnete können die magnetische Geschichte eines Meteoriten auslöschen und genau diese enthält wichtige wissenschaftliche Aufzeichnungen.
Wie entstehen magnetische Meteoriten?
Magnetische Meteoriten entstehen, weil sie sich in einem Magnetfeld bilden. Die Eisenkörner im Meteoriten sind entlang des äußeren Magnetfelds ausgerichtet, wodurch der Meteorit seinen eigenen Magnetismus erhält. Der als Black Beauty bekannte Marsmeteorit beispielsweise erhielt seinen Magnetismus durch das starke Magnetfeld des jungen Mars.
Einige Meteoriten sind zwar magnetisch, sollten aber nicht in einem starken Magnetfeld entstanden sein. Eisenmeteoriten werden in der Regel nach ihrer chemischen Zusammensetzung eingeteilt. Da spielt beispielsweise ihr Verhältnis von Nickel zu Eisen eine Rolle. Dann gibt es Meteoriten, die gar nicht magnetisch sein dürften. Beispielsweise die von kleinen Asteroiden. Diese besitzen nämlich keine starken Magnetfelder. Die Fragmente dieser Asteroiden werden IVA-Meteoriten genannt (IVA ist die Typ-Bezeichnung der Eisenmeteoriten und beschreibt ihre chemische Zusammensetzung).
Wie entstehen kleine Asteroiden? Und warum haben manche ein Magnetfeld?
Die Trümmerhaufen-Methode beschreibt die Entstehung von kleinen Asteroiden, bei der sich kleine eisenhaltige Gesteinsbrocken mit der Zeit sammeln und zu einem Asteroiden heranwachsen. Damit ein Körper ein starkes Magnetfeld erzeugen kann, muss flüssiges Eisen vorhanden sein, um einen Dynamoeffekt zu erzeugen. Doch bei kleinen Asteroiden ist dies nicht der Fall. Sie können also eigentlich gar kein Magnetfeld besitzen.
Alleine in unserem Sonnensystem soll es fast 1,3 Millionen Asteroiden geben und das sind nur die bisher bekannten. Jeden Monat kommen Tausende neue Asteroiden hinzu(öffnet im neuen Fenster) . Deswegen dürfte die tatsächliche Anzahl bei mehreren Millionen liegen.
Bei dieser Menge ist es kein Wunder, dass Asteroiden im Laufe der Zeit auch Kollisionen ausgesetzt sind . Es brechen Stücke ab, die zu den Meteoriten werden, die wir auf der Erde finden. Bei diesen Kollisionen wird laut dem Forschungsteam ein magnetischer Dynamo im Inneren eines Asteroiden erzeugt.
Denn wenn ein kollidierender Körper nicht groß genug ist, um den Asteroiden zu zertrümmern, aber groß genug, um eine Materialschicht in der Nähe der Oberfläche zu schmelzen, kann eine Kette von Ereignissen eintreten. Wenn ein kalter Trümmerkern von einer geschmolzenen Schicht umgeben ist, wird der Kern aufgeheizt. Leichtere Elemente verdampfen aus dem Kern und wandern zur Oberfläche, wodurch die Schichten aufgewirbelt werden und Konvektion (Mechanismus zum Transport von thermischer Energie) entsteht.
Die Konvektion des Eisens erzeugt dann ein Magnetfeld, das sich auf Teilen des Asteroiden abbildet. Bei späteren Kollisionen entstehen dann magnetische Fragmente, von denen einige die Erde erreichen. Der Magnetismus der IVA-Meteoriten stammt also nicht von der ursprünglichen Entstehung des Asteroiden, sondern von späteren Kollisionen, die deren Kern aufgewühlt haben.
Zur Studie
Die Studie wurde am 31. Juli 2023 im Fachmagazin PNAS publiziert: Generation of a measurable magnetic field in a metal asteroid with a rubble-pile core(öffnet im neuen Fenster) (Erzeugung eines messbaren Magnetfelds in einem Metall-Asteroiden mit Trümmerkern).