Freitag, 23. Dezember 2011

Forscher liefern Erklärung für Merkurs schwaches Magnetfeld

Der Planet Merkur aus Sicht der Sonde der aktuellen Messenger-Mission. | Copyright: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Katlenburg-Lindau/ Deutschland - Mit einem Durchmesser von 4.900 Kilometern ist Merkur der kleinste Planet im Sonnensystem. Im Gegensatz zu Venus und Mars verfügt er, ebenso wie die Erde, allerdings über ein globales Magnetfeld. Warum dieses jedoch deutlich schwächer ist als das irdische, das haben deutsche Wissenschaftler nun anhand von Computermodellen herausgefunden. Demnach soll der Sonnenwind dem inneren Dynamoprozess Merkurs entgegenwirken und auf diese Weise dessen Magnetfeld schwächen.

Verursacht werden globale Magnetfelder durch Strömungen in den heißen, flüssigen Eisenkernen der Planeten. Schon Messungen der NASA-Sonde "Mariner 10" hatten Mitte der 1970er Jahre gezeigt, dass auch Merkur ein Magnetfeld besitzt. Nach den Standardmodellen sollte der Dynamoeffekt in seinem Metallkernen ähnliche Feldstärken erzeugen wie bei der Erde. Wie die aktuelle Merkur-Mission "Messenger" (...wir berichteten, s. Links) erneut bestätigte, ist Merkurs Magnetfeld jedoch etwa 150-mal schwächer als das der Erde.

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Wie die Wissenschaftler um Daniel Heyner, Doktorand an der International "Max Planck Research School" in Katlenburg-Lindau und Karl-Heinz Glaßmeier von der Technischen Universität Braunschweig aktuell im Wissenschaftsmagazin "Science" berichten, spielt dabei der Sonnenwind dabei eine große Rolle. Mit einer mittleren Sonnendistanz von nur 58 Millionen Kilometern - rund einem Drittel des Erdabstands - ist Merkur dessen Partikeln besonders stark ausgesetzt.

"Wir müssen uns klarmachen, dass Merkur mit dem ihn umgebenden Sonnenwind eine enge Wechselwirkung eingeht", sagt Heyner. "Das führt zu starken elektrischen Strömen in der Magnetosphäre des Planeten, deren Magnetfelder dem inneren Dynamoprozess entgegenwirken."

Die von den Wissenschaftlern erstellten Computersimulationen zeigen, dass ein auf diese Weise rückgekoppelter Dynamo tatsächlich möglich ist. "Derartige Simulationen des Dynamoprozesses sind die einzige Möglichkeit, gewissermaßen in den Eisenkern hineinzuschauen und Vorhersagen zur Stärke und Struktur des Magnetfelds zu treffen", erläutert Johannes Wicht vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, der mit seinem Modell wesentlich zu den Ergebnissen der Studie beigetragen hat. Die Ergebnisse, so berichtet die Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts (mpg.de), zeigen eindeutig, dass die Rückkopplung letztlich zu dem schwachen Magnetfeld führt. "Der Dynamoprozess im Merkurinnern wird durch die Wechselwirkung fast im Keim erstickt", erläutert Glaßmeier.

Nord-Süd-Asymetrie der Merkur-Magnetosphäre | Copyright: NASA/Johns Hopkins Univ., APL / Carnegie Institution of Wash.

Gespannt warten die Forscher der TU Braunschweig und des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung nun auf die weiteren Magnetfeldmessungen der Raumsonde "Messenger" sowie auf Beobachtungen der beiden Satelliten der europäisch-japanischen Mission "BepiColombo". Die Mission trägt ein von der TU Braunschweig entwickeltes Instrument an Bord. Ab 2020 wollen die Forscher damit Merkurs Magnetfeld mit großer Präzision vermessen. Mit diesen neuen Daten soll dann die Theorie eines durch den Sonnenwind geschwächten Dynamos überprüft werden.

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Quellen: linmpi.mpg.de / grenzwissenschaft-aktuell.de
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