Eine künstlerische Darstellung des James-Webb-Weltraumteleskops der NASA, die im Infraroten eine Population kleiner Asteroiden im Hauptgürtel zeigt (Bildnachweis: MIT/Ella Maru und Julien de Wit)
Durch Reverse-Engineering von Exoplanetendaten des James Webb Space Telescope (JWST) hat ein Team von Astronomen gerade Dutzende von winzigen Asteroiden entdeckt – darunter die kleinsten, die jemals im Hauptgürtel zwischen Mars und Jupiter gesehen wurden.
Die Asteroiden, die die Erde am ehesten treffen werden, sind keine riesigen Planetenkiller, sondern kleinere Gesteinsbrocken von einigen zehn Metern Breite – gerade groß genug, um eine Stadt oder eine Region zu verwüsten. Es gibt viel mehr dieser kleinen Asteroiden, und es ist wahrscheinlicher, dass sie aus dem Hauptasteroidengürtel herausgeschoben werden und in Richtung Erde wandern als ihre größeren Brüder. Und weil sie so klein und schwer zu entdecken sind, sehen Astronomen das nächste Tscheljabinsk- oder Tunguska-Objekt vielleicht erst, wenn es direkt über uns ist.
„Wir waren in der Lage, erdnahe Asteroiden bis zu einer Größe von 10 Metern aufzuspüren, wenn sie sich wirklich nahe an der Erde befinden“, sagte der Planetenforscher Artem Burdanov vom Massachusetts Institute of Technology (MIT), Hauptautor einer neuen Studie, die die JWST-Ergebnisse ankündigt, in einer Erklärung am Montag (9. Dezember).
Außerhalb des Asteroidengürtels, 112 Millionen Meilen (180 Millionen Kilometer) entfernt, wo die meisten dieser kleinen Asteroiden ihre Reise zur Erde beginnen, ist das kleinste Objekt, das die Astronomen entdecken und verfolgen konnten, etwa einen Kilometer breit.
Bis jetzt. Burdanov und seine Kollegen brachen diesen Rekord, indem sie einen 10 m breiten Asteroiden fanden, der in den JWST-Daten versteckt war, die ursprünglich für die Suche nach Atmosphären um die felsigen Exoplaneten gedacht waren, die den nahe gelegenen roten Zwergstern TRAPPIST-1 umkreisen.
„Wir haben jetzt eine Möglichkeit, diese kleinen Asteroiden zu entdecken, wenn sie viel weiter entfernt sind, so dass wir eine präzisere Bahnverfolgung durchführen können, was für die planetarische Verteidigung von entscheidender Bedeutung ist“, sagte Burdanov. Er und seine Kollegen veröffentlichten ihre Arbeit am Montag in der Zeitschrift Nature.
Der Lärm eines Astronomen ist der Schatz eines anderen Astronomen
Wenn man versucht, ein Bild eines Planeten aufzunehmen, der 41 Lichtjahre von seinem Stern entfernt vorbeizieht, muss man eine Menge „Rauschen“ herausfiltern – Dinge wie Asteroiden, Staubwolken und Klumpen von interstellarem Gas, die durch den ganzen Raum zwischen JWST und TRAPPIST-1 driften.
Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, mehrere Bilder desselben Himmelsabschnitts aufzunehmen und sie dann zu stapeln. Die Idee ist, dass ein schwaches, aber weit entferntes Objekt, wie der rote Zwergstern TRAPPIST-1, an der gleichen Stelle bleiben sollte, während nähere Objekte wie Asteroiden sich über das Sichtfeld bewegen sollten.
Wenn man mehrere Bilder desselben Bereichs übereinanderlegt, erhält man mehrere Bilder des Sterns, die übereinander liegen und ihn heller erscheinen lassen. In der Zwischenzeit sehen all die schwachen, sich bewegenden Objekte im Vordergrund, die nur in einer Schicht erscheinen, bevor sie zu einem anderen Ort weiterziehen, im Vergleich viel schwächer aus.
„Für die meisten Astronomen sind Asteroiden so etwas wie das Ungeziefer des Himmels, in dem Sinne, dass sie einfach das Sichtfeld durchkreuzen und die Daten beeinträchtigen“, sagte Julien de Wit, Mitautor der Studie, ebenfalls Planetenforscher am MIT und Mitglied des Teams, das die TRAPPIST-1-Planeten entdeckte, in derselben Erklärung.
Aber was als Rauschen und was als Daten zählt, hängt davon ab, wonach man sucht – und dieses Mal wollten Burdanov und seine Kollegen nach kleinen Asteroiden suchen, die in den JWST-Daten als schwache, sich ständig bewegende Nadelstiche aus Infrarotlicht auftauchen. Das Team arbeitete sich durch 10.000 Bilder des TRAPPIST-1-Systems und suchte nach schwachen Lichtflecken im Vordergrund, die Asteroiden des Hauptgürtels sein könnten.
Jedes Mal, wenn die Astronomen glaubten, einen Asteroiden gefunden zu haben, mussten sie sich noch mehr Bilder der umliegenden Himmelsbereiche ansehen, um ihre Schätzungen darüber zu überprüfen, wohin die Bahn des Asteroiden ihn als Nächstes geführt haben könnte. Am Ende entdeckten sie 138 bisher unentdeckte kleine Asteroiden, die zwischen 10 und einigen hundert Metern groß waren.
„Wir dachten, wir würden nur ein paar neue Objekte entdecken, aber wir haben so viel mehr entdeckt als erwartet, vor allem kleine“, sagte de Wit. „Das ist ein Zeichen dafür, dass wir ein neues Populationsregime erforschen, in dem viel mehr kleine Objekte durch Kaskaden von Kollisionen entstehen, die sehr effizient sind, wenn es darum geht, Asteroiden unter etwa 100 Metern zu zerlegen.“
„Dies ist ein völlig neuer, unerforschter Raum, den wir dank moderner Technologien betreten“, fügte Burdanow hinzu. „Es ist ein gutes Beispiel dafür, was wir in diesem Bereich tun können, wenn wir die Daten anders betrachten. Manchmal zahlt es sich aus, und dies ist eines davon.“
