Geröllhalden im All

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Gleich zwei kleine Asteroiden werden derzeit von Raumsonden intensiv unter die Lupe genommen: Bereits am 27. Juni 2018 traf die japanische Mission Hayabusa-2 bei dem 900 Meter großen Himmelskörper Ryugu ein, am 3. Dezember 2018 erreichte die US-amerikanische Sonde Osiris-Rex das knapp 500 Meter große Objekt Bennu. Beide Raumsonden sollen Bodenproben entnehmen und zur Erde zurück transportieren. In den aktuellen Ausgaben der Fachblätter „Nature“ und „Science“ präsentieren die an den Missionen beteiligten Forscherteams erste Ergebnisse ihrer Messungen vor Ort.

„Dank dieser beiden parallel durchgeführten Missionen können wir der Frage nachgehen, wie diese beiden Asteroiden entstanden sind“, erläutert Seiji Sugita von der Universität Tokio, wissenschaftlicher Leiter der Hayabusa-Mission. „Von ihrer Entstehungsgeschichte her könnten Bennu und Ryugu zwar Geschwister sein. Gleichwohl zeigen sie eine Reihe überraschender Unterschiede. Hier sind offenbar mysteriöse astronomische Prozesse am Werk gewesen, die wir noch erforschen müssen.“

Beide heute auf erdnahen Bahnen kreisenden Himmelskörper stammen ursprünglich aus dem Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, sind also Überreste aus der Entstehungsphase unseres Sonnensystems. Vermutlich haben solche Asteroiden einen großen Teil an kohlenstoffhaltiger, präbiotischer Materie sowie an Wasser zur jungen Erde transportiert – deshalb sind sie für die Forscher von besonderem Interesse. Bereits die ersten Aufnahmen der Raumsonden von Bennu und Ryugu zeigen eine weitere Ähnlichkeit: Beide sind wie Kreisel geformt und besitzen einen auffälligen Wulst an ihrem Äquator. Das deutet nach Ansicht der Wissenschaftler auf eine ursprünglich sehr schnelle Rotation der Asteroiden – und darauf, dass es sich nicht um feste Gesteinskörper, sondern um eher locker gepackte Geröllhalden handelt.

Das bestätigen auch Messungen der Dichte der beiden Himmelskörper: Sie sind offenbar stark porös und enthalten viele Hohlräume. Zusammengenommen spricht das dafür, dass die Kleinkörper bei einem katastrophalen Zusammenprall größerer Körper im Asteroidengürtel entstanden sind. Ein Teil der dabei ins All geschleuderten Trümmerstücke hat sich durch die gegenseitige Anziehung gesammelt und zu einem neuen Körper verdichtet. Dieses neu gebildete Objekt hat sich zunächst extrem schnell um sich selbst gedreht und dadurch seine Kreiselform mit dem Äquatorwulst herausgebildet.

Überraschend für die Forscher ist, dass die Oberflächen der beiden Asteroiden uneben und von zahlreichen metergroßen Gesteinsbrocken übersät sind. Insbesondere Radarmessungen von der Erde aus hatten auf eher flaches Terrain mit Geröll im Zentimeterbereich gedeutet. Außerdem sind nur wenige Krater auf den Oberflächen zu erkennen. Die Oberflächen müssen demnach überwiegend relativ jung sein, etwa 100 Millionen Jahre, schätzen die Forscher. Ryugu zeigt dabei eine recht einheitliche Oberfläche, die kaum durch spätere Erosionsprozesse verändert wurde. Der Asteroid könnte demnach tatsächlich vor etwa 100 Millionen Jahren im Asteroidengürtel entstanden sein.

Im Gegensatz dazu präsentiert sich die Oberfläche von Bennu sehr uneinheitlich – an einigen Stellen scheint sie sogar bis zu einer Milliarde Jahre alt zu sein. Bennu ist demnach erheblich älter als bislang angenommen. Auf seiner Oberfläche finden sich zudem zahlreiche Spuren von Erosionsprozessen durch Einschläge kleinerer Meteoriten sowie durch die Wirkung der Sonnenstrahlung. Beispiel dafür sind Gesteinsbrocken mit Rissen, Ansammlungen von Steinen in niedrig gelegenen Regionen und mit Geröll angefüllte Einschlagkrater.

Spektroskopische Untersuchungen bestätigen die frühere Vermutung, dass beide Himmelskörper einen großen Anteil an kohlenstoffhaltigen Mineralien enthalten. Unterschiede zeigen sich jedoch bei den so genannten Hydraten – Mineralien also, bei denen sich in einer ursprünglich feuchten Umgebung OH-Gruppen an die Moleküle gebunden haben. Zwar besitzen sowohl Bennu als auch Ryugu überall auf der Oberfläche Hydrate – doch bei Ryugu ist der Anteil erheblich geringer. Ryugu dürfte also im Gegensatz zu Bennu, so folgern die Forscher, von einem Asteroiden stammen, auf dem es nur wenig Wasser gab.

Haybusa-2 soll Ryugu noch bis Ende des Jahres erforschen. Bereits am 22. Februar hat die Sonde eine erste Bodenprobe entnommen, zwei weitere sollen im Laufe des Jahres folgen. Ende 2020 soll das Raumfahrzeug dann wieder die Erde erreichen und die Bodenproben in einer Kapsel abwerfen. Für Osiris-Rex ist die Entnahme von Bodenproben erst für den Sommer 2020 vorgesehen, die Rückkehr zur Erde und der Abwurf der Probenkapsel für September 2023.

Quellen: Nature
www.nature.com Science
www.sciencemag.org

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