Mittels 3D-Simulation

Rätsel um diamantförmige Asteroiden gelöst

Der Asteroid Ryugu, dessen Form an einen geschliffenen Diamanten erinnert, aufgenommen aus einer Entfernung von 40 Kilometern

(Bild: JAXA)

Die erdnahen Asteroiden Bennu und Ryugu haben mit ihrer Form, die an geschliffene Diamanten erinnert, Astronomen lange Rätsel aufgegeben. Martin Jutzi von der Universität Bern hat dank seines Spezialgebietes 3D-Simulation nun einen Teil der entstandenen Fragen beantwortet.

Wie bei den meisten Himmelskörpern zeugen auch auf Bennu und Ryugu Krater davon, dass diese Asteroiden vor Jahrmillionen Jahren mit anderen kollidierten. Aufnahmen von der Raumsonde „Hayabusa2“ der japanischen Weltraumagentur JAXA und der „OSIRIS-REx“-Mission der NASA (Bild unten) zeigen die Dellen.

Künstlerische Illustration: Die Sonde OSIRIS-REx bei der Kartierung von Bennu

(Bild: NASA/Goddard/University of Arizona)

Himmelskörper entstanden durch Kollisionen
Die beiden Asteroiden waren jedoch möglicherweise nicht nur von Kollisionen betroffen, sondern sind sogar durch solche entstanden. Das legt eine soeben in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ publizierte Studie nahe, an der Jutzi beteiligt ist.

Die jüngsten Untersuchungen haben nicht nur gezeigt, dass beide Asteroiden in ihrer Form geschliffenen Diamanten ähneln, sondern auch, dass es sich weniger um Einzelobjekte handelt, sondern eher um Aggregate von Felsen, die durch die Schwerkraft zusammengehalten werden.

Die diamantförmigen Asteroiden Ryugu (links) und Bennu

(Bild: NASA/University of California, JAXA)

Außerdem scheinen beide Asteroiden vom Typ der kohlenstoffhaltigen Asteroiden zu sein. Diese Ähnlichkeiten veranlassten die Forscher zu der Annahme, dass Ryugu und Bennu von größeren Asteroiden abstammen, möglicherweise  sogar vom selben Objekt. Dem widersprach allerdings ihr unterschiedlicher Wassergehalt.

Entstehung mit 3D-Simulation berechnet
An dieser Stelle trat Martin Jutzi auf den Plan. Dank 3D-Simulation hatte Jutzi in der Vergangenheit unter anderem die Entstehung der Saturnmonde klären, die aussehen wie kosmische Ravioli (der Mond Pan, Bild unten) und Spätzli. Für die aktuelle Studie hat er Kollisionen eines potenziellen Mutter-Asteroiden mit anderen Objekten modelliert und berechnet, wie sich dies auf die Dichte der Fragmente auswirken könnt.

(Bild: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

Mit Hilfe dieser Berechnungen konnte das Team zeigen, dass sich die Kollisionsfragmente wieder zusammensetzen und die Diamantenform bilden können. Jutzi und seine Kollegen wiesen außerdem nach, dass die beiden Fragmente durch Kollisionen unterschiedlich erhitzt wurden, was zu verschieden starker Verdampfung führte und das unterschiedliche Hydratationsniveau erklärt.

Materialproben aus den beiden Asteroiden-Probenentnahme-Missionen werden es den Forschern ermöglichen, ihre Ergebnisse zu verifizieren. Die JAXA-Sonde „Hayabusa2“ befindet sich derzeit auf dem Rückweg zur Erde. Wenn alles wie geplant verläuft, wird sie ihre Proben von Ryugu bis Ende des Jahres liefern. Die NASA-Raumsonde wird in etwas mehr als drei Jahren mit Proben von Bennu zurückerwartet.

„Hayabusa 2“ im Orbit um den Asteroiden Ryugu

(Bild: JAXA)

Kleinkörper aus Zeit der Planetenentstehung
Asteroiden sind übrig gebliebene Kleinkörper aus der Zeit der Entstehung der Planeten. Diese unregelmäßig geformten Felsbrocken, von denen es Millionen geben soll, bewegen sich wie die Planeten auf einer Umlaufbahn um die Sonne. Die meisten von ihnen sind im sogenannten Asteroidengürtel zwischen Jupiter und Mars zu finden und bewegen sich wie die Planeten auf einer Umlaufbahn um die Sonne.