1 december 2020

Vesta heeft inwendige dynamo gehad

Het jonge zonnestelsel. De planeten bestonden nog niet: steen- en ijsklompen bevolken het zonnestelsel. Credit: NASA / JPL-Caltech / T. Pyle (SSC)

Zo’n 4,6 miljard jaar geleden was het zonnestelsel weinig meer dan een ijle schijf van gas en stof. In de loop van slechts 10 miljoen jaar is deze soep samengeklonterd tot de massieve, complexe planeten zoals wij die kennen. In die tussentijd bestond het zonnestelsel uit een mengsel van gesteenten en ijsklompen van verschillende grootte. De meeste hiervan zijn later samengeklonterd tot planeten, maar een deel ervan draait nog altijd rond de zon. Ze worden asteroïden genoemd: vormloze klompen van steen en ijs, relicten uit een tijd dat de planeten nog niet bestonden.Nu blijkt dat sommige asteroïden meer zijn dan dat: ze vormen de “zaden” van planeten die nooit de kans hebben gekregen om te groeien. Het bekendste voorbeeld is Ceres, de grootste  asteroïde en de enige die rond is, waardoor het de enige asteroïde is die ook als dwergplaneet wordt geclassificeerd. Er wordt echter steeds meer bewijs verzameld dat Vesta, de één-na-grootste asteroïde, ook een planeet-in-de-dop is – een dwergplaneet die nooit de kans heeft gehad om een volledige planeet te worden.Nu is er nieuw bewijsmateriaal toegevoegd aan de zaak-Vesta: het blijkt dat de asteroïde vroeger een inwendige dynamo moet hebben gehad – een gesmolten, wervelende massa van geleidende vloeistof (zoals ijzerrijk magma), waardoor een omvangrijk magnetisch veld werd gecreëerd. Zoiets zou je eigenlijk verwachten bij een veel grotere planeet, zoals de aarde. Nu is de dynamo op Vesta lang geleden al gestopt: het hemellichaam is te klein om al die warmte vast te houden. Toch zorgt het magnetisch veld van een hemellichaam ervoor dat ook het overige gesteente gemagnetiseerd wordt. Hierdoor kan ook miljoenen jaren nadat de dynamo is uitgevallen nog worden vastgesteld dat een hemellichaam ooit zijn eigen globale magnetische veld moet hebben gehad.

De asteroïde – of is het dwergplaneet? – Vesta. Credit: NASA/JPL-Caltech/UCAL/MPS/DLR/IDA

Okee, dat klinkt allemaal mooi, maar hoe weten we dat Vesta ooit een globaal magnetisch veld heeft gehad? Wel, in 1981 is op Antarctica een meteoriet gevonden die vermoedelijk afkomstig is van Vesta. Vervolgens heeft men de 50-gram zware meteoriet (die door het leven gaat als ALHA81001) uitgebreid bestudeerd. Het blijkt dat in de rots kleine kristallen voorkomen, waarvan sommige magnetisch geleidend zijn. De magnetisch geleidende kristallen wijzen allemaal in dezelfde richting. Dat wijst erop dat de kristallen ontstaan zijn in de aanwezigheid van een krachtig magnetisch veld, waardoor ze allemaal in dezelfde richting zijn uitgelijnd.Vervolgens heeft men de leeftijd van de rots vastgesteld. Dit heeft men gedaan door de rots te smelten, waarbij een radioactief isotoop van argon is vrijgekomen. Dit isotoop ontstaat op natuurlijke wijze uit het verval van kalium-40. Dit verval heeft een voorspelbaar verloop, zodat de verhouding tussen kalium-40 en argon-40 een aanwijzing vormt voor de leeftijd van het gesteente. Die leeftijd blijkt 3,7 miljard jaar te zijn.

Kristalstructuur van Vesta-meteoriet. Credit: MIT Paleomagnetism Laboratory and the MIT Experimental Petrology Laboratory

Okee, dat is een probleem. Vesta is zo’n 4,5 miljard jaar geleden ontstaan. Berekeningen hebben uitgewezen dat de dynamo van Vesta hoogstens 100 miljoen jaar gefunctioneerd moet hebben. De meteoriet van Vesta is 3,7 miljard jaar oud, dus toen de steen ontstond had Vesta al geen dynamo meer. Hoe zit dat dan? Nou, dat is vrij simpel. Toen Vesta een dynamo had, werd al het gesteente gemagnetiseerd. Toen Vesta dusdanig afkoelde dat de dynamo werd stopgezet, bleef het gesteente gemagnetiseerd. Toen de steen uit het onderzoek ontstond, werd deze weer gemagnetiseerd door het gesteente eromheen.De meteoriet van Vesta is dus gemagnetiseerd. De wijze waarop dit magnetisch veld is uitgelijnd, suggereert dat een inwendige dynamo daar indirect voor verantwoordelijk is geweest. Blijkbaar heeft Vesta vroeger een inwendige dynamo gehad: dit is opnieuw bewijs voor het feit dat Vesta een bijzondere asteroïde is: het had eigenlijk een planeet willen worden! Bron: Massachusetts Institute of Technology.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.