Illustration der zentralen Regionen einer protoplanetaren Scheibe.(Bildnachweis: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY / Getty Images)
Wissenschaftler glauben, dass es sich bei zwei Asteroiden um Fragmente lange verschollener „Planeten-Embryos“ aus dem frühen Sonnensystem handeln könnte.
Diese Embryos, die zwischen kleinen Planetesimalen und voll ausgebildeten Planeten liegen, waren in der Entstehungsphase des Sonnensystems häufig anzutreffen und spielten eine entscheidende Rolle bei der Planetenbildung. Zwei Asteroiden im Hauptasteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, (246) Asporina und (4125) Lew Allen, sind Gegenstand einer neuen Studie, die herausgefunden hat, dass sie Überbleibsel dieser Embryos sein könnten, die in den frühesten Tagen unserer kosmischen Nachbarschaft geschmiedet wurden.
„Wir haben zwei große Asteroiden identifiziert, die ähnliche spektrale Merkmale wie Angrite [einige der ältesten Meteoriten des Sonnensystems, von denen man annimmt, dass sie aus Planetesimalen entstanden sind] aufweisen, was darauf hindeutet, dass diese Asteroiden einige der ältesten Überreste eines früh gebildeten Planeten im frühen Sonnensystem sein könnten“, sagte Ben Rider-Stokes, ein Post-Doc-Forscher an der Open University, gegenüber kosmischeweiten. de „Dies ist ein Beweis dafür, dass Angrite tatsächlich mit den Trümmern früher Planetenembryonen in Verbindung gebracht werden können, von denen einige möglicherweise Material zu den terrestrischen Planeten beigetragen haben.“
Angrite sind eine besondere Gruppe von Meteoriten, die sich durch olivinhaltige Basaltminerale und einzigartige Isotopensignaturen (z. B. Sauerstoff-, Magnesium- und Chromisotope) und Elementverhältnisse auszeichnen, die darauf hinweisen, dass sie nur im inneren Sonnensystem entstanden sein können.
„Angrite sind eine kleine Gruppe alter Meteoriten, die sich in den ersten paar Millionen Jahren der Geschichte des Sonnensystems gebildet haben und Informationen über die frühen Prozesse im Sonnensystem aufzeichnen“, so Rider. „Die Identifizierung des Ursprungs dieser Proben ist daher von zentralem Interesse, um einen uralten Asteroiden zu identifizieren, der möglicherweise zu den frühesten Asteroiden gehört. [Die Trümmer dieser Asteroiden sind jedoch im heutigen Sonnensystem nicht leicht zu erkennen.
Wissenschaftler haben schon früher vermutet, dass ein Angrit-Mutterkörper ein Überbleibsel eines frühen Planetenembryos sein könnte. Es gibt jedoch nur wenige Beweise für diesen Körper, der wahrscheinlich verloren ging, als er während einer Phase des schnellen Wachstums im frühen Sonnensystem mit anderen Planetesimalkörpern verschmolz.
„Kein bestimmter Asteroid oder eine Familie von Asteroiden wurde als [Agrit-Elternkörper] identifiziert“, schreiben Rider und seine Kollegen in ihrer in der Zeitschrift Icarus veröffentlichten Arbeit. „Die magmatische Beschaffenheit der Meteoriten deutet darauf hin, dass ihr Mutterkörper groß genug war, um eine längere Zeit magmatischer Aktivität aufrechtzuerhalten, aber die Größe des [Mutterkörpers] ist umstritten.“
Schätzungen wurden vorgenommen, indem die Beschaffenheit der Angrite mit den Howardit-Eukrit-Diogenit-Meteoriten (HED) verglichen wurde, die aus dem Vesta-Mutterkörper stammen, dessen Radius größer als 260 km ist.
Die Wissenschaftler analysierten die UV-Vis-NIR-Spektren von zehn bekannten Angriten, die auf die Erde gefallen sind, und verglichen sie mit den Spektren von 712 dokumentierten Asteroiden. „Wir verfügen über eine große Sammlung alter Meteoritenproben mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, Isotopenzusammensetzung und Mineralogie, und diese Unterschiede deuten auf getrennte Mutterkörper oder Mutterasteroiden oder -planeten hin“, so Rider.
Diese Technik untersucht, wie ein Material mit Licht interagiert – verschiedene Materialien absorbieren oder reflektieren Licht bei unterschiedlichen Wellenlängen, wodurch ein einzigartiges Spektrum oder ein „Fingerabdruck“ entsteht, der wichtige Informationen über die Zusammensetzung des Materials liefert.
Durch den Vergleich der Spektren von Angriten und Asteroiden konnte das Team ähnliche Zusammensetzungen identifizieren, was den möglichen Ursprung der Angrite eingrenzt und möglicherweise aufzeigt, welche Asteroiden, wenn überhaupt, Überreste des lange gesuchten Planetenkörpers sein könnten.
„Die Wellenlänge des Lichts, das von einer Oberfläche (einem Asteroiden oder Meteoriten) zurückgeworfen wird, zeigt aufgrund der Unterschiede in der Mineralogie und Chemie ausgeprägte Spitzen und Täler“, erklärt Rider. „Die Wellenlängen von Meteoriten und Asteroiden können so miteinander verglichen und abgeglichen werden.“
„Die zunehmende Vielfalt der Meteoritensammlungen auf der Erde hat es ermöglicht, die extraterrestrische Mineralogie in einem breiteren Kontext zu bewerten“, so Rider weiter. „Diese größere Vielfalt, die auf mehr Meteoritenfunde zurückzuführen ist, erhöht die potenzielle Chance, einen Asteroiden mit einer ähnlichen Mineralogie wie eine Meteoritenprobe zu identifizieren. Dies motivierte die Studie, ein asteroides Analogon für […] einen Angrit zu finden.“
Das Team fand zunächst spektrale Übereinstimmungen mit den Asteroiden (246) Asporina, (4490) Bambery, (4125) Lew Allen und (136617) 1994 CC und fand auch entsprechende Übereinstimmungen in der Mineralchemie (obwohl für (136617) 1994 CC keine Mineralchemie verfügbar war).
Mehr Übereinstimmungen zwischen (246) Asporina und (4125) Lew Allen mit abgeschreckten Angriten – solche, die sich schnell abkühlten und dabei Mineralien in einem Hochtemperaturzustand bewahrten – und intermediären Angriten – mäßig abgekühlt, was eine allmählichere Mineralbildung ermöglichte – trugen dazu bei, diese beiden als die besten Mutterkörperkandidaten zu identifizieren.
Aufgrund ihrer unterschiedlichen Umlaufbahnen hält es das Team für wahrscheinlich, dass sie von verschiedenen Asteroiden stammen. In Anbetracht der Tatsache, dass (246) Asporina der größte Körper ist (obwohl er mit einem Durchmesser von ca. 50,9 km (32 Meilen) immer noch deutlich kleiner ist als die vorhergesagte Größe des Mutterkörpers) und eine extrem ähnliche Bandstruktur wie der Angrit NWA 10463 aufweist, hält es das Team für sehr plausibel, dass (246) Asporina ein bedeutendes Fragment eines alten, lange verlorenen Körpers darstellt, der irgendwo zwischen der Größe des Mondes oder des Mars liegt.
Es ist möglich, dass entweder der ursprüngliche Angrit-Mutterkörper im Chaos des frühen Sonnensystems katastrophal zerstört wurde oder dass die vorhergesagte Größe auch überschätzt worden sein könnte. „Einige Asteroiden sind zu klein, als dass das Licht zurückprallen und auf der Erde aufgezeichnet werden könnte, so dass es viele kleinere Fragmente geben könnte, die eine ähnliche Mineralogie wie Meteoriten aufweisen“, fügt Rider hinzu. „Eine weitere [Herausforderung] ist die irdische Verwitterung (d. h. das Rosten) von Meteoriten, die ihre Mineralogie beeinflusst und daher die spektrale Übereinstimmung behindern könnte.“
Je mehr Daten gesammelt werden, desto klarer werden nicht nur die Kräfte, die unser Sonnensystem geformt haben, sondern auch unser Verständnis der Entstehung, der Zusammensetzung und der evolutionären Rolle von Asteroiden – und damit wichtige Erkenntnisse über die frühen Stadien der Planetenentwicklung.
Die Forschungen zu diesen beiden Asteroiden wurden in der Zeitschrift Icarus veröffentlicht.
