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Der Giordano-Bruno-Krater auf dem Mond, die Heimat des Asteroiden Kamo’oalewa.(Bildnachweis: Nature Astronomy)

Der „Quasi-Mond“ der Erde wurde wahrscheinlich vor relativ kurzer Zeit in der Geschichte des Sonnensystems vom eigentlichen Mond weggesprengt, wie eine neue Studie nahelegt.

Kamo’oalewa, ein 40 bis 100 Meter breites erdnahes Objekt (NEO), wurde durch einen Asteroideneinschlag vor 1 Million bis 10 Millionen Jahren freigesetzt, der den 22 Kilometer breiten Giordano-Bruno-Krater des Mondes entstehen ließ, so die Forscher.

Kamo’oalewa, oder „469219 Kamoʻoalewa“, wie er offiziell genannt wird, wurde 2016 vom Pan-STARRS 1 Asteroiden-Überwachungsteleskop auf Haleakalā, Hawaii, als Teil der NASA-Bemühungen zur Planetenverteidigung entdeckt, um Weltraumfelsen zu entdecken, die möglicherweise unseren Planeten treffen könnten.

Kamo’oalewa, was auf Hawaiianisch „ein schwingendes Himmelsobjekt“ bedeutet, umkreist die Sonne synchron mit der Erde und dreht sich für einen Asteroiden extrem schnell. Diese rätselhaften Eigenschaften veranlassten die Wissenschaftler, den Ursprung des Quasi-Mondes zu erforschen. Im Jahr 2021 wurde festgestellt, dass die Zusammensetzung von Kamo’oalewa der von Mondgestein ähnelt, was auf seinen mondähnlichen Ursprung hindeutet. Die Frage war: Wo genau auf dem Mond kam er her?

„Unsere wichtigsten Ergebnisse sind, dass Kamo’oaelewa vom Mond stammt und nicht aus dem Asteroidengürtel, im Gegensatz zu den meisten Asteroiden, die zur NEO-Population gehören“, sagte Patrick Michel, Teammitglied und leitender Forscher am Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Frankreichs staatlicher Forschungsagentur, gegenüber kosmischeweiten.de.

„Wie Detektive haben wir alle bekannten Informationen über diesen Kamo’oalewa und die Mondoberfläche verwendet, um ein Szenario für den Ursprung dieses Objekts abzuleiten, ausgehend von dem Einschlag, der den Giordano-Bruno-Krater erzeugt hat“, sagte Michel.

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Nachbildung eines „kosmischen Tatorts“ auf dem Mond

Das Team stellte die Verbindung zwischen Kamo’oalewa und dem Giordano-Bruno-Krater her, indem es wie Tatort-Ermittler arbeitete. Mit Hilfe eines Computermodells haben sie die Art des Einschlags nachgeahmt, der ein Weltraumgestein wie diesen Quasi-Mond erzeugt hätte.

Das bedeutete, dass Dinge wie die Größen- und Geschwindigkeitsverteilung der entstehenden Auswürfe und ihre dynamische Entwicklung berücksichtigt werden mussten. Diese Rekonstruktion zeigte, dass einige Auswürfe schließlich in eine 1:1-Resonanz mit der Erde gelangen würden, mit denselben dynamischen Eigenschaften wie Kamo’oalewa.

„Unsere Ergebnisse sagen uns, dass Kamo’oalewa sehr wahrscheinlich ein Fragment von der Mondoberfläche ist, für das wir eine direkte Beziehung zu einem bekannten Krater haben, wenn unser Szenario richtig ist“, sagte Michel.

„Normalerweise ist das Beste, was wir tun können, die Ursprungsregion im Asteroidengürtel eines NEOs zu bestimmen, wenn wir seine aktuelle Umlaufbahn kennen. Bei dieser Art von Schätzungen ist eine Region in der Regel sehr groß, wie der innere oder äußere Asteroidengürtel“, fügte er hinzu. „Hier haben wir einen ganz bestimmten Körper und Ort identifiziert, von dem dieses Objekt stammt, was sehr aufregend ist.“

Home sweet home? Der Mondkrater Giordano Bruno könnte die Heimat des Quasi-Mondes Kamo’oaelewa auf der Erde gewesen sein. (Bildnachweis: NASA/Goddard/Arizona State University)

Michel erklärte, dass die Umlaufbahn von Kamo’oalewa nicht stabil ist, was das Team dazu veranlasste, ihn mit einem nicht allzu alten Krater in Verbindung zu bringen, der möglicherweise zwischen einer und 10 Millionen Jahren alt ist.

„Dann musste der Krater auch nicht zu groß sein, damit ein intaktes Fragment in der Größe von Kamo’oaelewa erzeugt werden kann“, fuhr er fort. „Der beste Kandidat war dann Giordano Bruno, der beide Bedingungen erfüllt.“

Die Einschlagsmodellierung des Teams vermittelte auch eine Vorstellung von der Größe des Weltraumprojektils, das den fast 14 Meilen breiten Mondkrater und seine mondähnlichen Auswürfe verursacht haben könnte. Sie schätzten, dass der Asteroid, der auf dem Mond einschlug, eine Breite von etwa 1,6 Kilometern gehabt haben muss, um den Giordano-Bruno-Krater auszuschneiden und Kamo’oalewa zu befreien.

Wenn ein Asteroid dieser Größe auf der Erde einschlagen würde, würde er ungefähr die gleiche Energiemenge freisetzen wie die Detonation einer Bombe mit einer Million Megatonnen.

Eine künstlerische Darstellung des irdischen Quasi-Satelliten Kamo`oalewa in der Nähe des Erde-Mond-Systems. (Bildnachweis: Addy Graham/Universität von Arizona)

Die Ergebnisse haben auch Auswirkungen auf unser Verständnis der NEO-Population um die Erde, denn sie deuten darauf hin, dass ein größerer Anteil dieser Körper als vermutet durch Einschläge auf dem Mond oder auf anderen Körpern des Sonnensystems entstanden sein könnte.

„Obwohl die meisten NEOs aus dem Hauptasteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter stammen, kann ein kleiner Teil auch vom Mond oder anderen Orten stammen“, so Michel. „Wenn es etwas Ungewöhnliches gibt und ein lunarer Ursprung möglich erscheint, dann wissen wir jetzt, dass wir prüfen können, ob ein Fragment vom Mond zur Umlaufbahn des betrachteten Objekts führen und möglicherweise den Krater identifizieren kann, aus dem es stammt, wodurch sich der Kreis schließt.“

Eine Illustration des Double Asteroid Redirection Test (DART) der NASA, wie er sich seinem Zielmond um den Asteroiden Didymos nähert. (Bildnachweis: NASA/Johns Hopkins APL)

Michel fügte hinzu, dass die Entdeckung, dass der Giordano-Bruno-Krater und der NEO Kamo’oalewa wahrscheinlich miteinander verbunden sind, eine deutliche Erinnerung daran ist, dass selbst in dieser späteren, ruhigeren Epoche der 4,6 Milliarden Jahre alten Geschichte des Sonnensystems Einschläge von massiven Weltraumbrocken vorkommen.

Dies unterstreicht die Bedeutung planetarischer Verteidigungsprojekte wie des jüngsten Double Asteroid Redirection Test (DART) der NASA, bei dem die Wirksamkeit der Ablenkung eines Asteroiden auf Kollisionskurs mit der Erde untersucht wurde.

„Einschläge finden im inneren Sonnensystem statt, aber während die Spuren auf der Erde ausgelöscht werden, werden sie auf dem Mond nicht ausgelöscht. Daher enthält unser natürlicher Satellit die Aufzeichnungen über die Einschläge in der Erdumgebung in den letzten 4 Milliarden Jahren“, so Michel. „Dies ist der Grund, warum einige von uns sehr stark in die Planetenverteidigung involviert sind, in die NASA-Mission DART, die den ersten Test zur Ablenkung eines Asteroiden durchgeführt hat, und in die Mission Hera der Europäischen Weltraumorganisation, für die ich als leitender Forscher tätig bin und die das Ergebnis des DART-Einschlags im Detail messen wird.

Michel räumt ein, dass die Ergebnisse des Teams nur vorläufig sind. Sie haben zwar eine starke Verbindung zwischen Kamo’oalewa und dem Mond hergestellt, aber es bedarf weiterer Untersuchungen des Asteroiden, um diese Verbindung zu bestätigen.

„Die nächste aufregende Untersuchung von Kamo’oalewa wird die chinesische Tiawen-2-Mission bieten, die 2025 starten soll, um die Oberfläche des Asteroiden zu beproben und die Proben zur Laboranalyse zur Erde zu bringen“, sagte er. „Dies ist eine sehr anspruchsvolle Mission, denn noch nie zuvor hat jemand ein so kleines Objekt besucht, das sich in nur 28 Minuten um sich selbst dreht.

„Die Analyse der Proben wird uns zum ersten Mal Aufschluss über den physikalischen und thermodynamischen Zustand eines Fragments dieser Größe geben, das durch einen Einschlag von der Mondoberfläche gelöst wurde, was wir mit unserem Einschlagsmodell nicht bestimmen können.“

Die Forschungsergebnisse des Teams wurden am Freitag (19. April) in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.