MERKUR
Innerster Planet hat geschmolzenen Kern
von Stefan Deiters
astronews.com
7. Mai 2007

Vor mehr als 30 Jahren entdeckte die Sonde Mariner 10 Hinweise auf ein schwaches Magnetfeld des Merkur. Seitdem rätseln Wissenschaftler, wie dieses Magnetfeld entstanden sein kann. Jetzt haben Radarbeobachtungen des innersten Planeten vermutlich den entscheidenden Hinweis geliefert: Der Merkur hat offenbar einen geschmolzenen Kern.

Der Merkur könnte nach aktuellen Radarmessungen über einen flüssigen Kern verfügen. Bild: Nicolle Rager Fuller, National Science Foundation

Die im November 1973 gestartete Sonde Mariner 10 flog 1974 und 1975 insgesamt drei Mal am sonnennächsten Planeten Merkur vorüber. Eine der damaligen Beobachtungen: Der Merkur verfügt über ein schwaches Magnetfeld, das ungefähr ein Prozent der Stärke des Erdmagnetfeldes aufweist. "Wissenschaftler haben nicht erwartet, bei Merkur ein Magnetfeld zu entdecken", erläutert Professor Jean-Luc Margot von der amerikanischen Cornell University die Signifikanz der damaligen Funde. "Planetare Magnetfelder werden in der Regel mit geschmolzenen Planetenkernen in Verbindung gebracht und alle Theorien waren bislang davon ausgegangen, dass der Merkur zu klein ist, um einen geschmolzenen Kern zu haben."

Nach der bisherigen Theorie der Forscher verfügt der Merkur über einen Silikatmantel und einen festen Eisenkern. Fest ist der Kern deshalb, weil kleine Planeten nach ihrer Entstehung sehr schnell abkühlen. Der Merkurkern sollte also schon vor langer Zeit erstarrt sein. Wie also der Merkur trotzdem ein schwaches Magnetfeld aufbauen konnte, blieb über viele Jahre ein Rätsel und manche Wissenschaftler glaubten, dass erst die Mission einer Raumsonde zum Merkur diese Frage klären kann.

Doch einige Wissenschaftler wollten nicht so lange warten: 2002 begannen sie einige der leistungsfähigsten Antennen auf den Merkur zu richten, um hinter dieses Geheimnis des kleinen Planeten zu kommen. "Bei 18 verschiedenen Gelegenheiten während der vergangenen fünf Jahre haben wir die 70-Meter Antenne des Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Goldstone benutzt um starke Radarsignale zum Merkur zu schicken", erläutert Martin Slade, Leiter der planetaren Radargruppe am JPL. "Zehn Minuten später konnten wir dann die Radarechos empfangen - entweder wieder in Goldstone oder mit einer anderen Antenne in West Virginia."

Mit Hilfe des Radarechos von bestimmten Oberflächenstrukturen auf dem Merkur gelang es den Forschern die Rotationsgeschwindigkeit des Planeten mit extremer Genauigkeit zu bestimmen. Die gefundenen Daten überprüften die Wissenschaftler mit Hilfe von unabhängigen Messungen mit dem großen Arecibo-Radioteleskop in Puerto Rico. Die Auswertung der Radarbeobachtungen ergab, dass es leichte Variationen bei der Drehung des Planeten um die eigene Achse zu geben scheint während er die Sonne umrundet. Diese Schwankungen waren doppelt so groß, wie man sie für einen durchgängig starren Körper erwarten würde. Die Schlussfolgerung musste also sein, dass der Kern - oder zumindest der äußere Kern - des Merkur geschmolzen ist und sich somit nicht zusammen mit der äußeren Hülle drehen muss.

Um über Milliarden von Jahren einen geschmolzenen Kern zu erhalten, muss das Material im Kern ein leichteres Element wie Schwefel enthalten, um die Schmelztemperatur zu verringern.  Die Präsenz von Schwefel im Inneren des Merkur würde darauf hindeuten, dass sich bei der Entstehung des Planeten Material aus der Nähe der Sonne mit weiter entferntem Material durchmischt hat. "Die chemische Zusammensetzung von Merkurs Kern kann entscheidende Hinweise auf die Vorgänge bei der Planetenentstehung geben", so Margot. "Und dies ist sehr wichtig, um zu verstehen, wie erdähnliche Planeten entstehen und sich entwickeln."

Mehr über Merkur wird die NASA-Sonde Messenger in Erfahrung bringen, die 2004 gestartet wurde und im kommenden Jahr den ersten Vorüberflug an dem Planeten durchführen wird. Ab 2011 soll Messenger dann den innersten Planeten umkreisen (astronews.com berichtete). Auch die ESA plant in Zusammenarbeit mit Japan eine Mission zum Merkur: Der Start von BepiColumbo ist jetzt für August 2013 vom europäischen Weltraumhafen Kourou in Französisch-Guyana geplant. Nach einer Flugzeit von sechs Jahren soll BepiColombo im August 2019 sein Ziel erreichen und mit der umfassenden Erkundung des Merkur beginnen.