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Wetterbericht aus dem Asteroidengürtel

Mineralogen analysieren Staubpartikel des Asteroiden "25143 Itokawa"
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22.10.2013

 

Extreme Niederschläge wie Starkregen oder Hagel gehören zu den eher unangenehmen Seiten des irdischen Wetters. Doch solche Er­eig­nisse sind rein gar nichts im Vergleich zu den "Wetter"-Einflüssen, denen Him­melskör­per unseres Sonnensystems, ohne den Schutz durch eine At­mosphäre, aus­ge­setzt sind. So hagelt es im All nicht nur von Gesteins­brocken bis zur Größe von Hochhäusern. Auch energiereiche kosmische Strahlung sowie Teil­chen­strahlung der Sonne prasseln unaufhörlich auf sie nieder.

Diese - eher verniedlichend - als "Weltraum-Wetter" bezeichneten Einflüsse konn­ten jetzt in einem Labor auf der Erde untersucht werden: An Staubpartikeln des Asteroiden "25143 Itokawa" ist es einem Forscherteam um Prof. Dr. Falko Langenhorst von der Friedrich-Schiller-Universität Jena gelungen, die Spuren von Partikel-Einschlägen auf der Ober­fläche des Asteroiden nachzuweisen. Die­se Ergebnisse hat der Mineraloge gerade während der Tagung "HAYABUSA 2013: Symposium of Solar System Materials" im japanischen Sagamihara vor­ge­stellt.


Mehr als 40 Millionen Kilometer gereist

Zu dieser Tagung hatte die japanische Weltraumagentur JAXA diejenigen Wis­sen­schaftler eingeladen, die Probenmaterial der japanischen Mission "Haya­busa" untersucht haben. Die Raumsonde "Hayabusa" war 2005 auf dem Aste­roiden Ito­kawa gelandet, hatte Bodenproben genommen und sie über eine Dis­tanz von mehr als 40 Millionen Kilometer zur Erde transportiert. Weltweit hat die JAXA nur acht renommierten Forschern außerhalb Japans Material für eigene Un­ter­su­chun­gen zur Verfügung gestellt - einer davon ist der Jenaer Mineraloge Langen­horst.

Ziel seiner Untersuchungen war jedoch nicht das Verfassen eines "Weltraum-Wet­terberichts": "Uns interessierten in erster Linie die chemische Zusammen­set­zung und Kristallbaufehler der Asteroidenminerale, denn diese ermöglichen es, Rückschlüsse auf die Urprozesse unseres Sonnensystems zu ziehen", erläutert Langenhorst. So lassen sich anhand der Mineralzusammensetzung der Staub­körnchen nicht nur Aussagen über die Entstehung des Asteroiden und seiner Ge­schichte treffen. Sie gibt darüber hinaus auch Auskunft über die "Kinderstube" des gesamten Sonnensystems. Denn: Im Asteroidengürtel zwischen Mars und Ju­­piter, wo auch Itokawa seine Bahn zieht, ist die Zeit seit der Entstehung der Pla­neten praktisch stehen geblieben. Seit sich vor etwa 4,5 Milliarden Jahren die Asteroiden im Sonnennebel durch Zusammenballung von Staubpartikeln gebildet haben, sind sie nahezu unverändert geblieben. Anders die Erde: sie hat sich durch Prozesse wie Kern-Mantel-Trennung, Verwitterung und Plattentektonik kon­tinuierlich verändert, so dass die ursprünglichen Ge­steins­informationen über die Frühgeschichte "überschrieben" wurden - wie Daten auf einer formatierten Computerfestplatte. "Nur durch Proben von Aste­roiden und Kometen können wir heute noch direkte Einblicke in die frühe Ent­stehungsgeschichte des Sonnen­sys­tems erhalten", so Langen­horst.

Die chemische und strukturelle Analyse der Asteroidenpartikel bestätigte die ur­tümliche Zusammensetzung von Itokawa. Die Staubpartikel bestehen zum über­wiegenden Teil aus Silikatmineralen wie Olivin und Pyroxen. Weitere Be­stand­tei­le sind Eisen-Nickel-Verbindungen und Eisensulfide. Auch konnten die Spuren der "Weltraum-Bewitterung" anhand der Strukturverän­derun­gen der Minerale ein­deutig nachgewiesen werden.


Analysen dank neuer Hightech-Ausstattung möglich

Für ihre Untersuchungen nutzte das Jenaer Team eine äußert filigrane Arbeits­technik: Aus den nur 40 mal 50 Mikrometer (Tausendstel Millimeter) kleinen Par­tikeln haben Langenhorst und seine Mitarbeiter mit Hilfe einer Ionenfein­strahl­an­lage (FIB) an einem Ras­terelek­tronenmikroskop zunächst hauchdünne Scheiben herausgefräst: jede wenige Nanometer dick. Diese konn­ten an­schließend mit einem Transmissions­elek­tronenmikroskop (TEM) un­tersucht werden, das eine Durchleuchtung von Probenmaterial mit Elektro­nen erlaubt.

Diese Technik können die Mineralogen zukünftig verstärkt in Jena nutzen: Gera­de ist am Lehrstuhl von Prof. Langenhorst ein Hochleistungs-TEM in Be­trieb ge­nommen worden. Das rund 1,5 Mio. Euro teure Gerät ist aus Mitteln des Leib­niz-Forschungspreises finanziert worden, mit dem der Jenaer Wissen­schaftler im Jahr 2007 ausgezeichnet worden war.

Kontakt:
Prof. Dr. Falko Langenhorst
Analytische Mineralogie der Mikro- und Nanostrukturen
Institut für Geowissenschaften der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Carl-Zeiss-Promenade 10, 07745 Jena
Tel.: 03641 / 948730, 03641 / 948710 (Sekr.)
E-Mail:

 

Meldung vom: 2013-10-22 10:18

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