Eine künstlerische Darstellung einer Asteroidenkollision, die anschließend eine Familie kleinerer Asteroiden bildet (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt)
Eine Familie primitiver Asteroiden bietet Astronomen ein Fenster in die Vergangenheit, da sie versuchen, die Geschichte dieser kleinen Weltraumfelsen zu enträtseln, von denen angenommen wird, dass sie einst Wasser auf die Erde brachten.
Das Leben im Sonnensystem kann gefährlich sein, denn im Laufe der Geschichte hat es viele Einschläge gegeben – man denke nur an den gigantischen Einschlag, der unseren Mond geformt hat, oder an die vielen Einschläge, die die zerkratzte Oberfläche des Merkurs verursacht haben. Gelegentlich wurden auch große Asteroiden im Hauptasteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter eingeschlagen. Dabei zerbrachen diese Asteroiden in kleinere Teile. Bei solchen Ereignissen können mehrere Dutzend kleinerer Weltraumfelsen entstehen; natürlich haben viele der so entstandenen Teile, die von demselben ursprünglichen Objekt stammen, einige Gemeinsamkeiten, z. B. bewegen sie sich auf ähnlichen Bahnen. Astronomen nennen solche Gruppen von Asteroiden „Familien“.
Über 120 solcher Familien sind im Asteroidengürtel bekannt. Einige, wie die Vesta-Familie, die nach dem zweitgrößten Objekt im Gürtel, nämlich 4 Vesta, benannt ist, weisen Anzeichen für chemische Veränderungen auf. Da Vesta so groß ist, wurde sie erhitzt und durchlief einen Prozess, der als Differenzierung bekannt ist, bei dem schwerere Elemente in ihren Kern sanken und verschiedene Schichten bildeten, bevor sie von einem anderen Asteroiden getroffen und teilweise zertrümmert wurde.
Acht der Asteroidenfamilien haben jedoch ihre ursprüngliche Chemie beibehalten. Die Astronomen sind sehr an diesen ursprünglichen Proben interessiert, da ihre ursprüngliche Zusammensetzung Aufschluss über die Bedingungen in unserem Sonnensystem geben könnte, als sich die Vorläufer-Asteroiden dieser Familien bildeten. Mit anderen Worten, sie könnten uns helfen, die Geheimnisse des alten Sonnensystems zu ergründen. Daher hat die Planetenforscherin Noemí Pinilla-Alonso von der University of Central Florida ein Projekt mit der Bezeichnung Primitive Asteroid Spectroscopic Survey (PRIMASS) geleitet, um die chemische Zusammensetzung dieser Asteroidenfamilien zu erfassen.
Jetzt ist diese Arbeit endlich abgeschlossen, und zwar dank der Doktorandin von Pinilla-Alonso, Brittany Harvison, die die Aufgabe übernommen hat, Infrarotbeobachtungen der Erigone-Familie primitiver Asteroiden zu untersuchen – die letzte Familie, die im Rahmen des PRIMASS-Projekts untersucht wird. Die Erigone-Familie ist kosmisch gesehen eine recht junge Familie, da die Kollision, durch die sie entstanden ist, erst vor 130 Millionen Jahren stattgefunden haben soll.
„Es gibt Theorien, dass die Erde einen Teil ihres Wassers von primitiven Asteroiden im frühen Sonnensystem erhalten haben könnte“, so Harvison in einer Erklärung. „Ein großer Teil dieser Theorien besteht darin zu verstehen, wie diese primitiven Asteroiden in die Bahn der Erde transportiert wurden. Die Erforschung primitiver Asteroiden im heutigen Sonnensystem könnte also dazu beitragen, ein Bild davon zu zeichnen, was vor all den Jahren geschah.“
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Mit der Übermittlung Ihrer Daten erklären Sie sich mit den Allgemeinen Geschäftsbedingungen und der Datenschutzrichtlinie einverstanden und sind mindestens 16 Jahre alt.Anhand von Nahinfrarot-Beobachtungen, die von der 3,2-Meter-Infrarot-Teleskopanlage der NASA auf Hawaii und dem 3,58-Meter-Teleskopio Nazionale Galileo auf den spanischen Kanarischen Inseln aufgenommen wurden, analysierte Harvison die Zusammensetzung von 25 Mitgliedern der Erigone-Familie. Die Gruppe ist nach ihrem größten Mitglied, dem 72 Kilometer langen Asteroiden 163 Erigone, benannt.
Harvison fand heraus, dass 43 % der Erigone-Familie, darunter 163 Erigone, kohlenstoffhaltige Asteroiden vom Typ C sind, d. h. sie sind reich an Kohlenstoff. Dass so viele Asteroiden der Erigone-Familie dem C-Typ angehören, ist nicht überraschend, denn dies ist der häufigste Asteroiden-Typ überhaupt, der oft Anzeichen von hydratisierten oder wasserhaltigen Mineralien enthält. Asteroiden des Typs C sind also in der Tat ein Hauptkandidat für den Transport von Wasser zur Erde.
Was den Rest der Erigone-Familie betrifft, so handelt es sich bei 28 % um Asteroiden des X-Typs, die wahrscheinlich zu einer anderen Art von Asteroiden gehören und zufällig ähnliche Spektren wie der Rest ihrer Sippe aufweisen. Die B-Typen, eine Variante der kohlenstoffhaltigen Asteroiden, machen 11 % der Erigone-Familie aus, während die unbekannten T-Typen 7 % ausmachen. Es gibt auch einige steinige L- und S-Typen, bei denen es sich eher um nicht-primitive Eindringlinge als um echte Mitglieder der Familie zu handeln scheint.
Harvisons wichtigste Entdeckung ist jedoch, dass die Mitglieder der Erigone-Familie alle eine ähnliche Grundzusammensetzung haben, die bei keiner anderen primitiven Asteroidenfamilie vorkommt. In der Tat sind alle Familien einzigartig und weisen einen unterschiedlichen Hydratationsgrad auf. Wenn wir in der Lage sind, die Asteroidenfamilien mit dem höchsten Wassergehalt zuzuordnen, können wir den Astronomen bei der Suche nach den Verursachern, die das Wasser auf die Erde gebracht haben, den richtigen Weg weisen.
Da die Erigone-Familie einen so hohen Wassergehalt aufweist, sind sie nun ein wichtiges Ziel für die Astronomen. Die NASA-Raumfahrtmission Lucy, die zu den trojanischen Asteroiden des Jupiters unterwegs ist, wird zunächst den Asteroiden 52246 Donaldjohanson besuchen. Dieser nach einem amerikanischen Paläoanthropologen benannte Asteroid vom Typ C gehört zur Erigone-Familie, so dass die Wissenschaftler einen genauen Blick darauf werfen können, wenn Lucy am 20. April 2025 vorbeifliegt.
Das PRIMASS-Team hat außerdem erfolgreich Zeit für das James Webb Space Telescope gewonnen, um die Erigone-Familie (sowie andere primitive Asteroiden) ab diesem Sommer zu beobachten. Die Ergebnisse des JWST und von Lucy werden die Geschichte dieser uralten Objekte weiter aufdecken und die Lücken in unserem Wissen über die Vergangenheit des Sonnensystems – und der Erde – zu schließen beginnen.
Harvisons Forschung wurde in der April 2024-Ausgabe von Icarus veröffentlicht.
