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Asteroid Ein merkwürdiger Geselle

Astronomen entdeckten erstmals im kalten Außenbereich des Sonnensystems einen kohlenstoffreichen Asteroiden.

Artist’s impression of exiled asteroid 2004 EW95
Der Asteroid 2004 EW95 stammt ursprünglich wohl aus der Region zwischen Mars und Jupiter. Foto: European Southern Observatory

Er sieht aus wie eine riesige Kartoffelknolle, hat bereits ein Alter von mehr als vier Milliarden Jahren auf dem schrumpeligen Buckel und nach seiner Geburt eine außerordentlich lange Reise in unserem Sonnensystem hinter sich gebracht. Sein Name indes klingt eher sperrig: 2004  EW95 haben Astronomen jenes ungewöhnliche Objekt getauft, das sie mit Teleskopen der Europäischen Südsternwarte in Chile rund vier Milliarden Kilometer von der Erde entfernt im Kuipergürtel entdeckt haben. Das Besondere an diesem etwa 300 Kilometer großen Himmelskörper: Es handelt sich bei 2004  EW95 um einen kohlenstoffreichen Asteroiden – und zwar um den ersten dieser Art, der in den kalten Außenbereichen unseres Sonnensystems nachgewiesen werden konnte. Kohlenstoff ist auch auf der Erde eines der wichtigsten Elemente (und unter andersrum in allem lebenden Gewebe enthalten).

Das Forscherteam unter der Leitung von Tom Secull von der Queen’s University in Belfast geht davon aus, dass „dieses merkwürdige Objekt“ wahrscheinlich in der Region zwischen Mars und Jupiter entstanden ist und Milliarden von Kilometern von seinem Ursprungsort bis zu seiner jetzigen Heimat im Kuipergürtel geschleudert wurde, wie es in einer Mitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie heißt.

Der Kuipergürtel, wo die Wissenschaftler den Asteroiden entdeckt haben, ist eine kalte Region im Außenbereich unseres Sonnensystems, die hinter der Bahn von Neptun verläuft – ein Gesteinsring, bestehend aus tiefgefrorenen Felsbrocken und winzigen Planeten. Über deren genaue Zahl kann nur spekulierst werden, Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich mehrere zehntausend Objekte dort tummeln. Zu den bekanntesten zählen Pluto und der Halleysche Komet. Der Kuipergürtel ist nicht zu verwechseln mit dem Asteroidengürtel, der ebenfalls viele kleine Himmelskörper beherbergt, jedoch weiter im Inneren Teil des Sonnensystems zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter verläuft. Astronomen vermuten, dass ein kleiner Anteil der Gesteinsbrocken im Kuipergürtel auch aus dem inneren Sonnensystem stammen könnten – so zum Beispiel kohlenstoffreiche Asteroiden, sogenannte C-Typen. Und 2004  EW95 scheint einer davon zu sein.

In der stürmischen Anfangszeit nach außen geschleudert

Doch wie sind diese Brocken in den abgelegenen Kuipergürtel gelangt? Die Wissenschaft geht davon aus, dass die Gasplaneten (Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) in der stürmischen Anfangszeit unser Sonnensystem dominiert und kleine gesteinshaltige Körper aus der inneren Region in weit entfernte Umlaufbahnen wie den Kuipergürtel geschleudert haben. Allerdings basierte diese Annahme bislang nur auf theoretischen Modellen. Mit 2004  EW95 wurde nun erstmals eindeutig ein kohlenstoffhaltiger Asteroid im Kuipergürtel beobachtet. Das lässt nach Ansicht der Forscher darauf schließen, dass sich dieses Objekt ursprünglich im inneren Sonnensystem gebildet hat und anschließend nach außen gewandert sein muss.

Aufgefallen ist der außergewöhnliche Asteroid erstmals bei Routinebeobachtungen, die der Astronom Wesley Fraser von der Queen’s University Belfast mit dem Hubble Space Teleskop der beiden Raumfahrtbehörden Nasa und Esa machte. Das Reflexionsspektrum des Asteroiden (darunter versteht man das spezifische Muster der Wellenlängen des Lichts, das von einem Objekt reflektiert wird) unterschied sich dabei von dem ähnlicher kleiner Objekte im Kuipergürtel, erklärt der Wissenschaftler. Diese wiesen „typischerweise uninteressante, strukturlose Spektren“ auf. Das von 2004  EW95 hingegen „sah so seltsam aus, dass wir es uns unbedingt genauer ansehen mussten“, erzählt Tom Secull.

Also beobachteten die Astronomen den Asteroiden mit speziellen, besonders empfindlichen Spektrografen, mit denen sie das von 2004 EW95 reflektierte Licht genauer vermessen und so auf seine chemische Zusammensetzung schließen konnten. Die enorme Entfernung zur Erde und die dunkle Oberfläche des Himmelskörpers erschwerte diese Aufgabe allerdings gewaltig. „Es ist, als würde man einen riesigen Kohleberg gegen die pechschwarze Leinwand des Nachthimmels beobachten“, veranschaulicht es Thomas Puzia von der Pontificia Universidad Católina in Chile.

Die Wissenschaftler musten deshalb eine „ziemlich ausgefeilte Verarbeitungstechnik“ anwenden, „um soviel wie möglich aus den Daten herauszuholen“, sagt Tom Secull. Zwei Merkmale in den Spektren des Asteroiden fanden die Forscher besonders auffällig, weil sie auf Vorhandensein von Eisenoxiden und Phyllosilikaten hinweisen. Beide Materialien waren zuvor noch nie in einem Objekt aus dem Kuipergürtel bestätigt worden und legen nach Ansicht der Astronomen die Herkunft von 2004  EW95 aus dem inneren Sonnensystem nahe. Tom Secculi schließt aus dessen heutiger Lage, dass es ein migrierender Planet war, der den Asteroiden in seine heutige Umlaufbahn geschleudert hat.

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