Home  |  Nachrichten  | Frag astronews.com  | Bild des Tages  |  Kalender  | Glossar  |  Links  | Forum  | Über uns    
astronews.com  
Nachrichten

astronews.com
astronews.com

Der deutschsprachige Onlinedienst für Astronomie, Astrophysik und Raumfahrt

Home  : Nachrichten : Forschung : Artikel [ Druckansicht ]

 
PLANETENENTSTEHUNG
Planetenbausteine im Labor nachgebaut
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Fraunhofer-Gesellschaft
astronews.com
5. Januar 2016

Wie bildeten sich aus Gesteinspartikeln Asteroiden und Planeten? Dieser Frage gehen Wissenschaftler der Universitäten Münster und Braunschweig in einem Experiment nach. Dazu benötigen sie jedoch Kügelchen aus Spezialglas, die die Zusammensetzung der ursprünglichen Gesteinspartikel möglichst naturgetreu nachbilden. Diese werden in Würzburg hergestellt.

Glaskügelchen

Der Blick von oben in den Ofeninnenraum zeigt vom Fraunhofer ISC hergestellte Glaskügelchen, die für Experimente zur Weltraumforschung eingesetzt werden. Bild: Fraunhofer ISC  [Großansicht]

4,57 Milliarden Jahre ist die Erde alt. Um nachzuvollziehen, wie unser Heimatplanet einst entstanden ist, analysieren Wissenschaftler andere Körper unseres Sonnensystems wie etwa Bruchstücke von Asteroiden, die nach Kollisionen im All als Meteorite auf der Erde eingeschlagen sind. Nach heutigem Wissensstand haben sich viele planetare Körper durch den Zusammenschluss von Chondren - das sind etwa 0,1 bis 3 Millimeter große Silicatkügelchen - gebildet.

Doch wie läuft dieser kosmische Gesteinsbildungsprozess genau ab? Das untersuchen Wissenschaftler des Instituts für Planetologie der Westfälischen Wilhelms-Universität in Münster und der Technischen Universität Braunschweig derzeit in Experimenten. Unterstützt werden sie dabei von Forschern des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC in Würzburg. Die Wissenschaftler haben für das Projekt ein Spezialglas entwickelt und daraus winzige Kügelchen geformt, um die Chondren möglichst realistisch abzubilden.

Bisherige Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die ursprünglichen Teilchen die Konsistenz von heißem, flüssigem Glas hatten, bevor sie zu größeren Gesteinskonglomeraten aggregierten, abkühlten und auskristallisierten. "Dieses Glas unterscheidet sich von der Materialzusammensetzung stark von technischen Gläsern, mit denen wir üblicherweise arbeiten", erklärt Dr. Martin Kilo, Abteilungsleiter "Glas" am ISC. Die Zusammensetzung bedingt jedoch physikalische Eigenschaften wie etwa das Schmelz- und Kristallisationsverhalten. Beides spielt eine zentrale Rolle beim Entstehungsprozess größerer Gesteinskörper.

Werbung

"Wir haben daher vorab mit Modellierungsprogrammen berechnet, welche Schmelzbedingungen bei den geforderten Zusammensetzungen herrschen, wie stabil die Glasteilchen sind und bei welchen Temperaturen sie in welcher Form kristallisieren", so Kilo.

Eine weitere Herausforderung bestand darin, den Glasteilchen ihre Kugelform zu geben. Dazu nutzen die Experten zwei unterschiedliche Verfahren. Im ersten Ansatz wird grober Glaskies hergestellt, in die passende Größe gesiebt und anschließend durch thermische Behandlung abgerundet. Die zweite Lösung besteht darin, Glasplatten in kleine Quader zu sägen und mechanisch zu schleifen - ähnlich wie bei der Murmelherstellung.

Für das Experiment haben die Würzburger mehrere Varianten ihrer Kügelchen hergestellt, die sich in ihrer Materialzusammensetzung geringfügig unterscheiden. Diese Kugeln wurden zunächst in speziellen Schmelzaggregaten erhitzt, bei denen sich die Temperatur und Atmosphäre exakt einstellen lassen. Diejenigen Kugeln, die nach diesen Testschmelzen den Eigenschaften aus dem theoretischen Modell am nächsten kamen, wurden für das Projekt ausgewählt.

Das Forschungsteam der Universitäten Münster und Braunschweig setzt die kosmischen Glaskügelchen aus dem ISC nun bei Experimenten am Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) in Bremen ein: Der dort betriebene Fallturm umschließt eine 120 Meter hohe stählerne Fallröhre, in welcher ein Hochvakuum erzeugt wird. Mittels eines Katapultsystems werden die Glaskügelchen in einer Kapsel bis zur Spitze der Fallröhre geschossen. Auf diese Weise erreicht man rund 9,5 Sekunden Schwerelosigkeit – also Bedingungen wie im All.

Die Glaskügelchen werden in dieser Zeit auf bis zu 1100 Grad Celsius erhitzt. Während des Fallvorgangs kollidieren die Kugeln und bilden Cluster. Die Experten zeichnen das Kollisionsverhalten mit Hochgeschwindigkeitskameras auf, die Kollegen an der TU Braunschweig werten es aus. "Unsere Münsteraner Kollegen untersuchen dann, wie die Kugeln zusammenwachsen, ob die Cluster aus einer homogenen Masse bestehen oder ob die Form der einzelnen Kugeln noch erkennbar ist und ob und inwieweit es zur Auskristallisierung kommt", erläutert Kilo. Im nächsten Schritt wollen die Planetologen dann die Ergebnisse mit Beobachtungen an Meteoriten vergleichen und Rückschlüsse auf die Gültigkeit ihrer theoretischen Modelle ziehen.

Forum
Planetenbausteine im Labor nachgebaut. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Meteoriten: Planetenbausteine formten sich schnell - 13. Juni 2014
Asteroiden: Die ersten Planetenkeime wuchsen schnell - 21. August 2009
Links im WWW
Fraunhofer-Gesellschaft
In sozialen Netzwerken empfehlen
 
 
Werbung
Werbung
astronews.com 
Nachrichten Forschung | Raumfahrt | Sonnensystem | Teleskope | Amateurastronomie
Übersicht | Alle Schlagzeilen des Monats | Missionen | Archiv
Weitere Angebote Frag astronews.com | Forum | Bild des Tages | Newsletter
Kalender Sternenhimmel | Startrampe | Fernsehsendungen | Veranstaltungen
Nachschlagen AstroGlossar | AstroLinks
Info RSS-Feeds | Soziale Netzwerke | astronews.com ist mir was wert | Werbung | Kontakt | Suche
Impressum | Nutzungsbedingungen | Datenschutzerklärung
     ^ Copyright Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999-2017. Alle Rechte vorbehalten.  W3C

© astronews.com / Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999 - 2017
Alle Rechte vorbehalten. Vervielfältigung nur mit Genehmigung.


URL dieser Seite: http://www.astronews.com/news/artikel/2016/01