Asteroid Bennu

Ein Nachkomme der kosmischen Wasserträger

Von Sibylle Anderl
Aktualisiert am 21.10.2020
 - 09:58
Anspruchsvolles Manöver: Die Oberfläche des Asteroiden Bennu ist felsiger als erwartetzur Bildergalerie
Die Nasa-Sonde Osiris-Rex bringt eine Bodenprobe des Asteroiden Bennu zur Erde. Neue Analysen von Beobachtungen der Sonde steigern derweil die Vorfreude darauf.

Mehr als 300 Millionen Kilometer oder etwas mehr als 18 Lichtminuten von der Erde entfernt befindet sich ein kohlenstoffreicher, rund 500 Meter großer Gesteinsbrocken, der unserer Erde Ende des kommenden Jahrhunderts so nahe kommen wird, dass seine Einschlagwahrscheinlichkeit auf eins zu 2700 geschätzt wird. Zusammengesetzt ist er aus Trümmerstücken, die sich bildeten, als ein größerer Körper vor rund einer Milliarde Jahren bei einem katastrophalen Zusammenstoß im inneren Asteroidengürtel zerstört wurde.

Seit knapp zwei Jahren wird der Asteroid, genannt (101955) Bennu, von der Nasa-Sonde Osiris-Rex untersucht. 2023 soll die Sonde eine Probe seines Oberflächenmaterials zurück zur Erde bringen, nachdem diese nun in der Nacht von Dienstag auf Mittwoch erfolgreich eingesammelt wurde. Eine ähnliche Mission betreibt die japanische Weltraumagentur Jaxa mit ihrer Sonde Hayabusa 2, deren Rückkehr zur Erde nach einer Probenaufnahme vom Asteroiden (162173) Ryugu 2019 noch in diesem Jahr erwartet wird.

Beide Programme verfolgen das Ziel, die Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems weiter aufzuklären: Das im Lauf der Zeit relativ wenig veränderte Material, aus dem die Asteroiden bestehen, erlaubt einen Blick in die Frühphase unserer kosmischen Heimat. Das kohlenstoffreiche Material der Himmelskörper, das anhand von Meteoriten die Erde erreicht, erlaubt die Bildung organischer Moleküle und könnte damit eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Leben gespielt haben.

Komplementäre Informationsquellen

Der Blick in die Vergangenheit ist aber nicht die einzige interessante Motivation der Missionen. Beide berühren darüber hinaus auch ein methodisches Grunddilemma der Astrophysik: Fast immer können kosmische Objekte und Phänomene nur von weitem betrachtet werden. Aus der ausgesandten Strahlung müssen dann die Eigenschaften der Strahlungsquelle abgeleitet werden. Das klappt erstaunlich gut, Messergebnisse aus irdischen Laboren können für dieses Schlussverfahren die nötigen Informationen liefern. Aus Spektrallinien, also Signaturen im elektromagnetischen Spektrum, können auf diese Weise chemische Zusammensetzungen und physikalische Bedingungen am Ort der Strahlungsquelle abgeleitet werden. Und dennoch: Eine gewisse Unsicherheit bleibt immer darüber bestehen, wie zutreffend und vollständig die Interpretationen der Beobachtungen sind.

Ausräumen kann man diese Zweifel, wenn man die Fernbeobachtungen mit experimentellen Nahuntersuchungen des studierten Objekts kombiniert, so dass die Informationen aus zwei unabhängigen Quellen miteinander abgeglichen werden können. Das kommt nicht häufig vor und ist auf Objekte in unserem Sonnensystem beschränkt. Wenn es aber gelingt, dann lernt man aus diesem Vergleich nicht nur etwas über das untersuchte Objekt, sondern auch über die Leistungsfähigkeit und Grenzen der angewandten Beobachtungsmethoden. Die Analyse des Asteroidengesteins von Bennu und Ryugu wird diesen Abgleich ermöglichen und damit die Interpretation anderer künftiger Asteroidenbeobachtungen auf ein festeres Fundament stellen.

Während es bis zur Analyse der Proben aber noch eine Weile dauert, haben Astronomen nun passend zum ersten geplanten Termin der Probenentnahmen auf Bennu eine Reihe neuer Studien in „Science“ und „Science Advances“ auf der Grundlage der Beobachtungsdaten von Osiris-Rex veröffentlicht. Die vielleicht interessanteste Entdeckung: Einige der großen Felsen auf seiner Oberfläche enthalten Adern, die mit Karbonat gefüllt sind; das zeigen Absorptionsbeobachtungen im infraroten Spektralbereich. Die Adern sind einige Zentimeter breit und teilweise mehr als einen Meter lang.

Entsprechende Strukturen dieser Maße können nicht auf Bennu selbst gebildet worden sein, sondern müssen noch von seinem Vorgängerkörper stammen. Sie können entstehen, wenn Flüssigkeit durch Risse im Asteroiden fließt, was dort zur Ablagerung von Karbonatmineralien führt. Das Szenario, dass auf dem etwa 100 Kilometer großen Ursprungskörper ein offener Wasserkreislauf existierte, in dem, getrieben durch Druckausgleich, Wasser aus dessen Inneren nach außen gedrückt wurde, wo es schließlich in den interplanetaren Raum abgegeben wurde, passt mit der chemischen Zusammensetzung von Bennu zusammen. Seine mineralogische Beschaffenheit erinnert an kohlenstoffhaltige Chondrite – Meteoriten, die Anzeichen einer Interaktion von Wasser und Gestein aufweisen. Insbesondere fügt sich der Befund aber auch in das Bild, dass mindestens ein großer Teil des Wassers auf der Erde durch Einschläge von Bennu ähnelnden Körpern transportiert wurde.

Zwei Arten von Felsen

Die von Adern durchzogenen Felsen stellen aber nur eine Population heller, bis zu zehn Meter großer Gesteinsbrocken auf Bennu dar, das beschreibt eine weitere Studie in „Science“. Daneben gibt es zahlreiche bis zu 95 Meter große, dunkler erscheinende Felsen, deren Spektren darauf hinweisen, dass sie einen höheren Anteil organischer Moleküle enthalten. Die Unterschiede der beiden Gesteinsarten führen die Wissenschaftler darauf zurück, dass sie an unterschiedlichen Orten des Vorgängerkörpers entstanden sein könnten: Während die helleren, durch die Wechselwirkung mit Wasser gezeichneten Felsen aus dessen Innerem stammen, wären die dunkleren Steine nahe dessen Oberfläche entstanden.

Durch die Beobachtung der Temperaturänderungen beider Gesteinsarten als Reaktion auf zeitlich veränderliche Bestrahlung konnten noch weitere Unterschiede zwischen beiden Populationen abgeleitet werden, wie eine Studie in „Science Advances“ berichtet. Demnach wären die dunkler erscheinenden Felsen überaus porös – so porös, dass sie als Meteoriten beim Eintritt in die Erdatmosphäre vermutlich zerstört würden. Das wiederum macht die bevorstehende Analyse der von Osiris-Rex zur Erde zu bringenden Gesteinsprobe noch vielversprechender, denn das würde den Wissenschaftlern gemäß bedeuten, dass die Probe Material enthält, das sich derzeit noch nicht in der irdischen Meteoriten-Sammlung befindet. Einig sind sich alle Studien darin, dass Osiris-Rex eine interessante Mischung unterschiedlicher Materialien mit ganz verschiedenen Entwicklungsgeschichten zur Erde bringen wird. Bis sich zeigt, ob sie mit allen Details ihrer Prognosen richtig liegen, ist allerdings noch etwas Geduld nötig.

Quelle: F.A.Z.
Autorenbild/ Sybille Anderl
Sibylle Anderl
Redakteurin im Feuilleton.
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