Scheinverwandtschaft in der Asteroidenfamilie

Anfang April 2002 hatte der Meteorit als spektakuläre Feuerkugel mit anhaltendem Donnergrollen ein Himmelsspektakel veranstaltet und damit ein großes Medienecho hervorgerufen. Jetzt sollte akribische wissenschaftliche Arbeit Einblicke in die Natur des Steins gewähren. Am Max- Planck-Institut für Kernphysik untersuchte Dr. Gerd Heusser den knapp zwei Kilogramm schweren, granatapfelgroßen Ankömmling aus dem All. "Wir haben den Stein fast 13 Tage auf den Detektor eines Germanium- Gamma-Spektrometers gelegt, um auch die schwache Gammastrahlung einzufangen", erklärt der Astrophysiker diese Langzeitmessung. "Dabei interessierten wir uns vor allem für die Strahlung der kosmogenen Isotope." Diese entstanden, nachdem der Stein von seinem "Mutterkörper" nach einer Kollision abgebrochen wurde. Auf seinem Irrflug durchs Planetensystem drang die kosmische Strahlung in den Stein ein und setzte permanent Kernreaktionen in Gang, die radioaktive Isotope erzeugten. Nachdem der Stein als Meteorit auf der Erde gelandet war, endete diese Produktion - die kurzlebigen Isotope verschwanden als Erste. "Nach der Auswertung der Daten für die besonders kurzlebigen Isotope ist klar, dass "Neuschwanstein" tatsächlich erst vor kurzem gefallen ist", sagt Heusser. Innerhalb der Fehlergrenzen passen die Isotopen-Konzentrationen zu dem Ereignis, das am 7. April in Süddeutschland für Furore sorgte. Die zerstörungsfreie Heidelberger Messung erbrachte aber auch Resultate für eine Reihe langlebigerer Isotope.

Unter die Säge kam der Meteorit "Neuschwanstein"

Bildbeschreibung:
Unter die Säge kam der Meteorit "Neuschwanstein" am Max-Planck- Institut für Chemie. Das Studium der Proben ergab, dass der Stein zu den Enstatit- Chondriten zählt und daher mit dem so genannten Pribram-Meteoriten nicht verwandt ist.

Vor allem aus der Konzentration des Isotops Kobalt 60 lässt sich nach den Worten des Wissenschaftlers die Größe des Steins vor dem Eintauchen in die Erdatmosphäre abschätzen: "Das Kobalt entsteht aus Kernreaktionen mit abgebremsten, so genannten thermalisierten Neutronen. Zur hinreichenden Abbremsung ist eine Mindestgröße des Steins erforderlich." Aus der gemessenen geringen Kobaltkonzentration schließt Gerd Heusser, dass "Neuschwanstein" als "präatmosphärischer Körper" einen Durchmesser unter 40 Zentimeter hatte. Aus den fotografischen Auswertungen der Feuerkugel hatte man bislang einen größeren Eintrittskörper mit 70 Zentimeter Durchmesser vermutet.

Bereits Wochen vor der Bergung konnten tschechische Forscher zeigen, dass die Feuerkugel vom 7. April und der Ende der fünfziger Jahre gefallene "Pribram-Stein" auf ihren Wegen durchs All annähernd der gleichen Sonnenumlaufbahn gefolgt waren. Eine "verwandtschaftliche Beziehung" schien nahe liegend: Beide könnten einst vom selben Mutterkörper abgebrochen sein. Doch die chemischen Untersuchungen sollten ein anderes Bild ergeben.

Das Studium der Proben ergab, dass der Stein zu den Enstatit- Chondriten zählt...

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Unter die Säge kam der Meteorit "Neuschwanstein" am Max-Planck- Institut für Chemie. Das Studium der Proben ergab, dass der Stein zu den Enstatit-Chondriten zählt und daher mit dem so genannten Pribram-Meteoriten nicht verwandt ist.

Am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz nahm Dr. Jutta Zipfel Proben von dem Stein und untersuchte seine chemische Zusammensetzung. Zuvor hatten bereits Forscher der Universität Münster aufgrund des Vorkommens von Enstatit - ein eisenarmes Silikatmineral - die Theorie der Verwandtschaft zwischen "Neuschwanstein" und Pribram ins Wanken gebracht. Pribram, ein gewöhnlicher Chondrit, zählt zu den Meteoriten, die mit rund 75 Prozent aller Fälle die häufigste Meteoritenklasse bilden. "Neuschwanstein" stellte sich jedoch als Enstatit- Chondrit heraus. "Damit gibt es keine Verwandtschaft zwischen beiden Steinen", sagt Jutta Zipfel. Die Enstatit-Chondriten sind vergleichsweise seltene Exemplare in der Welt der Himmelssteine: Lediglich 1,5 Prozent aller Fälle gehören zu dieser Klasse.

Nach der Untersuchung der chemischen Zusammensetzung und insbesondere des Gehalts an Spurenelementen konnte die Geochemikerin "Neuschwanstein" genauer klassifizieren: "Er gehört zur Klasse EL6. Das sind Chondrite, die verglichen mit anderen Meteoriten geringe Anteile an mäßig volatilen Elementen wie etwa Zink haben." Der so genannte Rekristallisationsgrad wird durch die angehängte Ziffer beschrieben. Er ist ein Maß für die Erwärmung, die der Stein einst in seinem Mutterkörper erfuhr. "Die Zahl 6 bedeutet, dass er mit etwa 800 Grad Celsius eine starke Metamorphose durchmachte. Nur im Zentrum eines Kleinplaneten konnten diese Temperaturen durch den Zerfall radioaktiver Isotope erreicht werden", erklärt die Forscherin. Der Gehalt des Steins an Eisen-Nickel-Legierungen ist vergleichsweise hoch: Fast 30 Gewichtsprozent sorgen dafür, dass er vom Magneten angezogen wird.

Auch die Untersuchungen der kosmogenen Edelgase weist "Neuschwanstein" eine andere Abstammung als dem tschechischen Bahnkollegen nach: "Jeder Meteorit enthält stabile, also nicht radioaktive Edelgas- Isotope, die aus unterschiedlichen Quellen stammen", erläutert Ludolf Schultz, emeritierter Professor am Max- Plank-Institut für Chemie: "Die Analyse dieser Edelgase ermöglicht uns, das Bestrahlungsalter abzuschätzen." Das ist die Zeit, die der Stein den kosmischen Strahlen ausgesetzt war. Als Teil eines größeren Urasteroiden war "Neuschwanstein" von der vorwiegend aus Protonen bestehenden Strahlung abgeschirmt, denn ihre Eindringtiefe beträgt lediglich rund einen Meter.

Nach der kollisionsbedingten "Abnabelung" wurden durch die Strahlen in seinem Innern Edelgase synthetisiert. Aus ihren Konzentrationen kann das Bestrahlungsalter abgeleitet werden. "Wir haben eine Probe von 100 Milligramm in einem Ofen bei 1700 Grad Celsius verdampft und die enthaltenen Edelgase herausgefiltert", sagt Schultz, der bereits in der Antarktis auf Meteoritenjagd war. Mit einem Massenspektrometer wurden daraufhin die Isotopenhäufigkeiten von Helium, Neon, Krypton, Argon und Xenon gemessen. Nach den Mainzer Resultaten hat "Neuschwanstein" einen langen Weg hinter sich: "Wir erhielten eine Bestrahlungsdauer von rund 50 Millionen Jahren", sagt Schultz - für den Pribram-Stein war seinerzeit ein Wert von etwa 15 Millionen Jahren ermittelt worden. Das Resümee des Wissenschaftlers fällt deshalb eindeutig aus: "Ich bin überzeugt, dass beide Steine nicht verwandt sind, ihre Bahnähnlichkeit ist reiner Zufall."

Der Fund des Meteoriten "Neuschwanstein" in den Alpen ist das Resultat der langjährigen Arbeit des Europäischen Feuerkugelnetzes. Mit dem Aufbau des Netzes war in den fünfziger Jahren in der damaligen Tschechoslowakei begonnen worden. Zehn Jahre später schloss sich Deutschland an, als auch hier zu Lande Beobachtungsstationen von Prof. Josef Zaehringer vom Heidelberger Max-Planck-Institut für Kernphysik initiiert wurden; heute wird das Netz vom Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) betreut. Zusätzlich sind mittlerweile Stationen in Österreich, Belgien und Luxemburg beteiligt - weltweit ist es das einzige großflächige Beobachtungsnetz für Meteore. Jede Nacht fotografieren 25 automatische Kameras mit dauerhaft geöffnetem Verschluss den Himmel. Auf den Langzeitbelichtungen können die Spuren der Sternschnuppen leicht von denen der Sterne unterschieden werden, denn als kurzzeitige Ereignisse nehmen sie nicht an der langsamen Himmelsrotation teil, sondern erzeugen geradlinige statt kreisförmige Spuren. Gelingen an mehreren Orten simultan Fotos derselben Sternschnuppe, so können die ursprüngliche Sonnenumlaufbahn, die Flugbahn in der Erdatmosphäre und - falls vorhanden - der Aufschlagort des Meteoriten berechnet werden. Zwei Berliner Hobbyforscher nahmen sich im Sommer eine Woche Urlaub und durchforsteten das vorhergesagte Einschlaggebiet des April-Meteoriten westlich von Garmisch- Partenkirchen. Bereits am ersten Tag ging ihnen der Stein ins Netz. Doch solche Funde am berechneten Einschlagort sind sehr selten: In Europa gelang 1959 erstmals die Bergung des so genannten Pribram- Steins; weltweit gibt es lediglich eine Hand voll weiterer "Fälle". Nur für diese wenigen Meteorite kennen die Astronomen die einstigen heliozentrischen Umlaufbahnen - "Neuschwanstein" gehört als jüngstes Mitglied diesem exklusiven Club an.