Neues Modell klärt, warum der Asteroid Phaeton eine verborgene Eisschicht besitzt Ursprung der Geminiden geklärt? - scinexx | Das Wissensmagazin
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Ursprung der Geminiden geklärt?

Neues Modell klärt, warum der Asteroid Phaeton eine verborgene Eisschicht besitzt

Geminiden
Der Meteorschauer der Geminiden hat am 14. Dezember seinen Höhepunkt. Sein Verursacher ist jedoch sehr ungewöhnlich. © Brian Tomlinson

Himmelsschauspiel mit Rätseln: In den nächsten Tagen hat der Meteorschauer der Geminiden seinen Höhepunkt. Doch wie genau er entsteht, ist noch immer unklar. Denn als einziger Kandidat kommt der Asteroid Phaeton in Frage – ein Himmelskörper, der eigentlich weder einen Schweif noch Staubwolken erzeugen dürfte. Wie Phaeton trotzdem genügend Staubteilchen und damit Meteore freisetzen kann, haben Forscher nun mithilfe eines neuen Modells erklärt.

Wer um den 14. Dezember herum in den klaren Abendhimmel blickt, kann Zeuge eines außergewöhnlichen Naturschauspiels werden: der Geminiden. Dieser alljährliche Meteorschauer ist besonders ergiebig und lässt über mehrere Tage hinweg rund 100 Sternschnuppen pro Stunde regnen. Weil sie relativ langsam in die Atmosphäre eintreten, leuchten sie besonders lange und hell. Der scheinbare Ausgangspunkt dieser Sternschnuppen liegt im Sternbild Zwillinge (Gemini), nach dem dieser Schauer benannt ist.

Asteroid statt Komet?

Doch obwohl die Geminiden schon seit gut 150 Jahren bekannt sind, konnte ihr Ursprung bis heute nicht zweifelsfrei geklärt werden. Die meisten anderen Meteorschauer gehen auf Kometen zurück: Durch Sonneneinstrahlung verdampft deren Eis und das Gas reißt Staubteilchen von der Oberfläche mit sich. Wenn die Erde die Kometenbahnen kreuzt, werden diese Staubteilchen, die in der Erdatmosphäre verglühen, zu Sternschnuppen.

Anders bei den Geminiden: Ihre Staubwolke umkreist die Sonne in nur 1,65 Jahren – eine solche Flugbahn ist für einen Kometen viel zu kurz. 1983 dann entdeckten Astronomen dann einen möglichen Verursacher: Phaeton, einen knapp sechs Kilometer großen erdbahnkreuzenden Asteroiden. Das Seltsame an ihm: Obwohl Asteroiden meist kaum Eis enthalten und wenig ausgasen, bildet Phaeton in Sonnennähe regelmäßig eine Art Schweif – fast wie ein Komet.

Aufbau von Phaeton
Aufbau des Asteroiden Phaeton: Unter seiner Oberfläche befindet sich Eis, das in der Sonnenwärme verdampft und Staub- und Gasströme freisetzt. © DLR, "CC-by-sa 3.0

Eisschicht unter der Oberfläche verborgen

Wie aber kommt dieser Asteroidenschweif zustande? „Phaeton stand als Quellkörper immer mal wieder in der Diskussion, es fehlte letztendlich aber noch eine überzeugende Erklärung, wie dieser Asteroid einen Meteorstrom hervorbringen kann“, sagt Tilman Spohn vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Jetzt haben er und seine Kollegen ein Modell entwickelt, das das ungewöhnliche Verhalten des Asteroiden erklären könnte.

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Ihre Hypothese: Phaeton könnte unter seiner staubigen Oberfläche eine dicke Eisschicht verbergen. Sobald der Asteroid dann in die Nähe der Sonne kommt, verdampft das Eis unter der Oberfläche und erzeugt Gasausbrüche. Diese Gasausbrüche reißen dann auch größere Partikel mit – und erzeugen so die Geminiden. Die nötige Wärme liefert die besonders nahe Passage dieses Asteroiden an der Sonne: Phaeton kommt ihr bei seinem Periheldurchgang mit nur 41 Millionen Kilometer Abstand so nahe wie kein anderer Asteroid.

Phaeton
Der Asteroid Phaeton gilt als Ursprung der Geminiden und könnte von dem großen Asteroiden Pallas abgespalten worden sein. © ESA/ P. Caril

Eis vom Mutterasteroiden geerbt?

Doch woher hat Phaeton sein Eis? Die Forscher vermuten, dass er dieses von seinem Mutterkörper geerbt hat – einem viel größeren Asteroiden, von der er einst bei einer Kollision abgesprengt wurde. „Die Hypothese, dass Phaeton heute noch Eis in seinem Inneren beherbergt erklären wir uns damit, dass er vor etwa sechs Millionen Jahren von dem Asteroiden Pallas abgespalten wurde“, erklärt Spohn. „Unsere Modellrechnungen zeigen, dass die Aktivität in der Nähe des Südpols Phaetons konzentriert sein sollte.“

Pallas, der mögliche Mutter-Himmelskörper von Phaeton, ist mit einem Durchmesser von 546 Kilometern der zweitgrößte Brocken im Asteroidengürtel – nach dem Zwergplaneten Ceres. Die Forscher vermuten, dass Pallas vor Millionen Jahren eine Kollision erlebte und sich dann Phaeton abspaltete. Dieser trudelte durch das innere Sonnensystem und pendelte sich dann vor weniger als einer Million Jahren in seinem heutigen, sehr sonnennahen Orbit ein.

Geminiden werden allmählich schwächer

Noch vor etwa tausend Jahren besaß Phaeton wahrscheinlich nur eine sehr dünne Staubdecke von weniger als einem Meter Dicke. Damals ähnelte sein Verhalten noch stärker einem Kometen und auch sein Schweif und seine Koma waren deutlich sichtbar. Erst im Laufe der Zeit sammelte sich immer mehr Staub an und bildete die heute 15 Meter dicke Deckschicht. Sie kaschiert heute das Eis des Asteroiden und lässt nur in Sonnennähe einen dünnen Schweif entweichen.

Die Forscher vermuten, dass sich die Aktivität von Phaeton mit der Zeit immer weiter verringern wird – auch die Geminiden könnten dadurch schwächer werden. Doch noch lohnt sich der Blick an den Himmel in jedem Fall. Das Maximum des Meteorschauers liegt in diesem Jahr am Mittag des 14. Dezember. Doch auch für die Morgen- und vor allem die Abendstunden am Freitag werden sehr helle Sternschnuppen erwartet, die bei wolkenfreiem Himmel trotz des zunehmenden Halbmondes einen spektakulären Anblick bieten.

Quelle: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

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