Erste Beobachtung der Nachwehen einer kosmischen Kollision im Asteroidengürtel Spurensicherung nach Asteroidencrash - scinexx | Das Wissensmagazin
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Erste Beobachtung der Nachwehen einer kosmischen Kollision im Asteroidengürtel

Spurensicherung nach Asteroidencrash

Ein Blick auf den Asteroiden P/2010 A2 mit dem Kamerasystem OSIRIS der europäischen Raumsonde Rosetta. Das Foto wurde im März 2010 aufgenommen. © ESA 2010 MPS/ UPD/ LAM/ IAA/ RSSD/ INTA/ UPM/ DASP/ IDA

Dank Aufnahmen der Rosetta-Sonde hat sich ein vermeintlicher Komet als einzigartige Möglichkeit entpuppt, die unmittelbaren Nachwehen einer Asteroidenkollision zu beoachten. Denn zum ersten Mal haben Astronomen den Zusammenstoß zweier Objekte im Asteroidengürtel nur wenige Monate nach dem Ereignis entdeckt. Wie sie in „Nature“ berichten, gelang es zudem, den Aufprall mittels aufwendiger Computersimulationen exakt zu rekonstruieren.

Einige Millionen große und kleine Gesteinsbrocken bevölkern den Asteroidengürtel, die Region zwischen den Umlaufbahnen der Planeten Mars und Jupiter. Auf ihrem Weg um die Sonne kommt es immer wieder vor, dass solche Asteroiden zusammenstoßen. Wegen der riesigen Ausmaße des Asteroidengürtels bleiben die meisten dieser Ereignisse unentdeckt. Größere Kollisionen, die sich vor Tausenden oder Millionen von Jahren ereigneten, verraten sich anhand diffuser Staubbänder im All. Ein anderer Hinweis sind Familien von Asteroiden mit ähnlichen Umlaufbahnen. Doch Zeugen einer Kollision sind Astronomen bisher noch nicht geworden, ihr Wissen stammt großteils aus den Überresten sehr weit in der Vergangenheit liegenden Zusammenstößen.

Rätselobjekt entpuppt sich als Kollisionsopfer

Im Januar 2010 jedoch stießen Wissenschaftler des amerikanischen Forschungsprojekts LINEAR (LIncoln Near-Earth Asteroid Research) bei ihrer routinemäßigen Durchmusterung des Weltraums nach erdnahen Asteroiden auf das Objekt P/2010 A2. Wegen seines Aussehens hielten viele Forscher den Himmelskörper zunächst für einen Kometen – und folgten bei der Benennung daher der gängigen Nomenklatur für diese Himmelskörper. Erst genauere Beobachtungen in den folgenden Monaten deckten sein wahres Wesen auf – und lieferten eine Überraschung.

„Das Objekt P/2010 A2 und ein nur wenige Meter großer Miniplanetoid sind sozusagen erst gestern ineinander gerast“, erklärt Colin Snodgrass vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau. Der Schweif aus Trümmerstücken lässt sich mithilfe großer Teleskope noch direkt beobachten. „Das ist so, als würde man statt Fossilien einen vollständigen Dinosaurier finden.“

Datierung von der Erde aus nicht möglich

Entscheidend für die Datierung sind vor allem die Form des Trümmerschweifs und dessen zeitliche Entwicklung. „Um beides genau beurteilen zu können, kommt es in erster Linie auf die Beobachtungsperspektive an“, erklärt Snodgrass. Da die Umlaufbahnen unseres Planeten und des Asteroiden nahezu in einer Ebene liegen, lassen sich Länge und Form des Schweifs von hier aus schlecht erkennen. Ähnliches gilt für das Weltraumteleskop Hubble.

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Doch mit Hilfe der Raumsonde Rosetta, die sich zum Beobachtungszeitpunkt im März 2010 weit jenseits der Umlaufbahn des Mars befand, gelang die entscheidende Beobachtung. „Anhand der Aufnahmen der Raumsonde konnten wir die dreidimensionale Gestalt des Schweifs erkennen“, erklärt Snodgrass. Die Form sei für einen Kometen, der kontinuierlich Material emittiert, untypisch und deute auf den Trümmerschweif nach einem Asteroidenaufprall hin.

Rekonstruktion der Abläufe

Zusammen mit weiteren erdgebundenen Aufnahmen boten die Bilder von Rosetta den Max-Planck-Wissenschaftlern die Möglichkeit genau zu rekonstruieren, wie sich der Schweif entwickelt hatte. So fütterten sie ihr Computerprogramm zunächst mit einer Anfangsvermutung über die Größe der Trümmerstücke, die derzeit sichtbar sind. In einem nächsten Schritt berechneten die Forscher, wie sich die Verteilung dieser Stücke zeitlich entwickeln müsste. „Durch Vergleich mit der tatsächlichen Entwicklung lässt sich die Annahme der Teilchengröße immer weiter verfeinern – bis der genaue Zeitverlauf rekonstruiert ist“, erklärt Jean-Baptiste Vincent vom Max-Planck-Institut, der die Simulationen durchführte.

Mit ihrer Methode konnten die Wissenschaftler den Zeitpunkt des Aufpralls auf zehn Tage um den 10. Februar 2009 eingrenzen. Für die Trümmerstücke ermittelten sie zudem eine Größe von mindestens einem Millimeter. Die Berechnungen liefern einzigartige Erkenntnisse über die frühe Phase nach einer Asteroidenkollision.

(Max-Planck-Gesellschaft, 14.10.2010 – NPO)

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