Zweipoliges Gitter

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Für uns als Erdbewohner ist es unverzichtbar: Ohne das Magnetfeld unseres Planeten wären wir den tödlichen Sonnenstürmen schutzlos ausgesetzt, ihre energiereichen Teilchen hätten vermutlich sogar verhindert, dass sich überhaupt Leben auf der Erde bildet. Und auch solche Phänomene wie Polarlichter oder die praktische Navigation per Kompass gäbe es ohne den Erdmagnetismus nicht. Doch was uns so selbstverständlich erscheint, ist im inneren Sonnensystem eher die Ausnahme. Mond und Mars haben kein globales Magnetfeld und auch die Venus kann damit nicht aufwarten. Wie aber sieht es mit dem Merkur aus?

Als Mariner 10 vor 30 Jahren den Planeten passierte, registrierten seine Instrumente deutliche Anzeichen für ein globales Magnetfeld. Mit 450 Nanotesla war es zwar hundertmal schwächer als das irdische, aber immerhin zu stark, um nur durch lokale Magnetisierung von Mineralien in der Planetenkruste erklärt zu werden. Über Form und Ausrichtung aber verrieten die Mariner-Daten noch nicht viel, zu heftig waren damals die Turbulenzen durch starken Sonnenwind.

Modell der Merkur-Magnetosphäre beruhend auf Daten des ersten Vorbeiflugs von Messenger. Registriert und abgebildet wurde hier der Bereich geladener Teilchen, der durch Wechselwirkungen mit dem Sonnenwind entsteht. © NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Symmetrisches Gitter

Messenger hat auch hier schon bei seinen ersten beiden Vorbeiflügen für völlig neue Einblicke gesorgt. Die Sonde profitierte dabei von einer Ruhephase der solaren Aktivität, die ein klares Bild ohne Turbulenzen ermöglichte. „Die vorhergehenden Vorbeiflüge durch Messenger und Mariner 10 lieferten Daten nur über die östliche Hemisphäre des Merkur”, erklärte Brian Anderson von der Johns Hopkins Universität im Oktober 2008. „Der jüngste Vorbeiflug hat uns zum ersten Mal Messungen der Westhalbkugel ermöglicht und damit haben wir nun entdeckt, dass das Magnetfeld des Merkur hochgradig symmetrisch ist.“

Wie bei einem Stabmagneten bildet auch das Merkurmagnetfeld eine Art Gitter, bei dem die Feldlinien an einem Pol ein und am anderen austreten. Nur zwei Grad weicht dabei die Achse dieses Gitters von der Rotationsachse des Planeten ab – und ist damit sogar zentrierter als auf der Erde. Bei uns liegt die Abweichung im Moment bei rund 11,5 Grad. „Dieses scheinbar so einfache Ergebnis ist bedeutsam für das interne Feld des Planeten“, erklärt Anderson. „Denn mit Hilfe dieser Daten können wir die Theorien zur Entstehung des planetaren Magnetfelds auf diejenigen beschränken, die von einem stark an der Rotation ausgerichteten Mechanismus ausgehen.“

Hat auch der Merkur einen „Dynamo“?

Die Erde erzeugt ihr Magnetfeld nach dem Dynamo-Prinzip: Der flüssige äußere Erdkern bewegt sich gegenüber dem festen inneren Kern. Weil beide aus elektrisch leitendem Metall bestehen, induziert diese Strömung einen elektrischen Strom und damit auch ein Magnetfeld. Antriebskraft für den Dynamo sind im Falle der Erde vor allem Temperaturunterschiede zwischen beiden Kernbereichen. Möglich sind jedoch auch Konzentrationsunterschiede eines leichteren, dem Eisen beigemischten Elements.

Es läge nahe, einen solchen Mechanismus auch für den Merkur anzunehmen. Immerhin besitzt ja auch er einen metallischen Kern. Belegen lässt sich dies jedoch erst, wenn Messenger mehr Daten über die Vorgänge im Inneren des Planeten geliefert hat. Die entscheidenden Werte erwarten die Planetenforscher erst ab 2011, wenn die Sonde in die Umlaufbahn des Merkur eingeschwenkt ist.

Nadja Podbregar
Stand: 02.10.2009