Meteoriten sind die steinernen Zeugen der Planetengeburten. Ihre häufigste Sorte, die so genannten H-Chondriten, stammt von Urgestein, das älter als unsere Erde ist. Es soll sich aus dem Staub und Gas einer Urwolke zusammenfügt haben. Eine kosmische Odyssee führt die Chondriten noch heute aus dem Planetoidengürtel in das Anziehungsfeld der Erde, wo sie als Sternschnuppen vom Himmel stürzen.
„Die frühen Stadien der Planetenbildung sind in diesen Steinen eingefroren”, erklärt Mario Trieloff. Der Physiker von der Universität Heidelberg hat die H-Chondriten untersucht und atomare Reste der urzeitlichen Planetenbildung gefunden. Seine Schlussfolgerung: Die ersten Planeten-Embryos wurden in eine hitzige Umgebung geboren, denn die Urwolke war durchsetzt mit radioaktivem Material.
Die H-Chondriten haben ihren Namen von den so genannten Chondrulen: millimetergroßen Gesteinskügelchen, die in das Silikatgestein dieser Meteoriten eingebettet sind. Rund die Hälfte der Himmelssteine gehört zu dieser Gruppe. In den Augen der Planetenforscher sind die Brocken urtümliche Gesteinsproben der ersten „Planetesimale”, wie sie das Rohmaterial nennen, aus dem sich die Planeten gebildet haben.
Anders als etwa bei den Eisenmeteoriten, erhitzte sich der Mutterkörper der H-Chondriten nicht so stark, dass er schmolz. Diese Aufschmelzung, die bei den großen Planeten zur Bildung von einem metallischen Kern und Silikatmantel führte, blieb dem Urkörper der H-Chondriten erspart.
Doch auch die H-Chondriten haben eine hitzige Jugend hinter sich. „Wir konnten erstmals eine innere Wärmequelle der Urplanetoiden nachweisen – sehr wahrscheinlich das radioaktive Isotop Aluminium-26″, erläutert Mario Trieloff, der zusammen mit Kollegen aus Münster und Paris kürzlich in der Fachzeitschrift „ nature” seine Resultate vorstellte. Trieloff: „Das kurzlebige Isotop hat eine Halbwertszeit von 720000 Jahren, seine Zerfallsprodukte finden sich heute noch in Meteoriten.”
Auf die innere Heizung kam der Wissenschaftler durch die Rekonstruktion des Abkühlverhaltens der H-Chondriten. Aus der Konzentration von Zerfallsprodukten des radioaktiven Isotops Kalium-40 konnte er beispielsweise ermitteln, wie lange die Steine damals brauchten, um sich auf 280 Grad Celsius abzukühlen. Außerdem hat das längst zerfallene Plutonium-244 im Meteoritengestein bis heute sichtbare Strahlenschäden hinterlassen, aus deren Dichte Trieloff einen weiteren Punkt der Abkühlungskurve des Urgesteins rekonstruierte.
Doch wie kann daraus eine innere Heizung abgeleitet werden? Die Mineralogen-Zunft teilt die H-Chondriten in Untertypen ein und kennzeichnet sie durch angehängte Ziffern: H4, H5, H6. Sie repräsentieren die verschiedenen Gesteinsschichten des ehemaligen Mutterkörpers: Im Zentrum war H6-Gestein, H4 befand sich an der Oberfläche und H5 besetzte die Zwischenzone.
Das Forscherteam fand unterschiedliche Abkühlkurven für jeden dieser Typen. Danach hatte das H4-Oberflächengestein sich bereits nach wenigen Millionen Jahren auf 120 Grad Celsius abgekühlt. Anders dagegen im Zentrum. Dort, wo der Wärmeverlust am geringsten war, dauerte der Prozess geschlagene 160 Millionen Jahre.
„Dieses Verhalten ist nur mit der Zerfallswärme einer inneren radioaktiven Strahlungsquelle zu erklären”, stellt Trieloff fest und erteilt Konkurrenztheorien eine Absage, wonach die junge Sonne in einer besonders aktiven Phase die Wärme von außen einstrahlte.
Als Herkunft des Aluminiums vermutet der Planetologe eine benachbarte Sternexplosion. Das bedeute aber nicht, dass Planetenbildung nur beim Zusammentreffen seltener Umstände stattfindet, betont Trieloff. „Molekülwolken und massereiche Sterne, die als Supernova enden, finden sich auch heute noch in derselben kosmischen Nachbarschaft.”
Thorsten Dambeck
