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Neues von Ultima Thule

Im Weltall ist mehr los, als man denkt

Von Ulf von Rauchhaupt
 - 12:04
Das Kuiperbelt-Objekt „Ultima Thule“ am 1.1.2019zur Bildergalerie

Queen-Gitarrist Brian May hatte eigens eine Hymne geschrieben. Fünfzig Sekunden daraus unterlegen das Video, das Alan Stern vom Southwest Research Institute am Montag auf einer Pressekonferenz am Rande der diesjährigen Lunar and Planetary Science Conference bei Houston vorstellte. Der Clip zeigt Bilder der Raumsonde „New Horizons“ bei ihrem Anflug auf (486958) 2014 MU69 alias „Ultima Thule“ – dem sonnenfernsten Himmelskörper, den je eine Raumsonde erreicht hat.

Am Neujahrstag hatte New Horizons das Objekt passiert. Da es rund 44 Mal weiter entfernt ist als die Sonne und seine Funksignale entsprechend schwach und damit verrauscht sind, können Bilder und Messwerte nur mit extrem dürftigen Datenraten zur Erde übertragen werden. Daher wurde es jener Montag, bis Chefwissenschaftler Stern die beste Farbaufnahme von Ultima Thule präsentieren konnte. Sie zeigt das 35 Kilometer lange Gebilde aus 17300 Kilometer Entfernung. Jedes Pixel repräsentiert ein 300 Meter großes Stück Oberfläche. Aber weder die Farbe – ein tiefdunkles Rot – noch die Tatsache, dass der Rockstar Brian May als gelernter (und seit 2007 auch promovierter) Astrophysiker bei der Datenanalyse wissenschaftlich mitwirkt, waren der Grund, warum sich Ultima Thule der Aufmerksamkeit sicher sein konnte.

Zwei zusammengeklebte Dinger. Genau.

Es ist vielmehr die verrückte Form. „Das sieht aus wie zwei zusammengeklebte Dinger“, sagte Alan Stern. „Und genau das ist es auch.“ Inzwischen sind sich die Forscher nämlich sicher, dass Ultima Thule ein sogenannter Contact Binary ist: ein System zweier um den gemeinsamen Schwerpunkt kreisender Massen, die sich berühren. Es sind aber nicht einfach zwei Kugeln wie bei einem Schneemann. Der größere Klumpen ist ein eher flacher Fladen, der kleinere zwar dicker, aber ebenfalls unregelmäßig. Und beide sitzen auch nicht irgendwie aufeinander. „Ihre Achsen sind parallel“, sagt William McKinnon von der Washington University in St. Louis. „Auf mindestens zehn Grad genau, wahrscheinlich sogar besser.“ Wenn das kein Zufall ist, was extrem unwahrscheinlich wäre, dann bedeute dies, dass die beiden Knollen einander einst frei umkreisten und sich in Folge ihrer Gezeitenwirkung aufeinander ausrichteten, während sie sich immer näher kamen, bis sie sich schließlich berührten.

Das könnte auch erklären, warum in den Bilddaten bislang keine Monde gefunden wurden. Sie könnten bei der Annäherung jener beiden Klumpen aus dem System herausgeschleudert worden sein – und durch den Schwung, den sie dabei forttrugen (Physiker reden hier von Energie und Drehimpuls), das Zusammenbacken überhaupt erst ermöglicht haben. „Das Fehlen von Satelliten hat mich sehr überrascht“, sagt Alan Stern. Denn bei dem Typ von Himmelskörpern, zu dem Ultima Thule gehört, die „kalten klassischen Kuipergürtel-Objekte“, sind Mehrfachsysteme häufig. Der Kuipergürtel ist ein Ring eisiger Brocken, die jenseits des Neptun ihre Bahnen ziehen. Da sie nie in die Nähe der Sonne kamen, bestehen zumindest die kleineren von ihnen aus Material, das seit der Entstehung des Sonnensystems nicht mehr verändert wurde, was sie wissenschaftlich so interessant macht.

Zwei Schutthaufen in Kreiselform

Viel weiter innen, zwischen den Bahnen von Venus und Mars, kreisen zwei Weltraumsteine, die ebenfalls gerade Besuch haben: Der Asteroid 162173 Ryugu wird seit Juni 2018 von der japanischen Sonde „Hayabusa-2“ umkreist und 101955 Bennu seit vergangenem Dezember von der amerikanischen Mission „Osiris-Rex“. Auch ihre Teams haben diese Woche erste Ergebnisse vorgestellt. Zwar ohne eigens komponierte Rockhymnen, dafür aber in Fachartikeln für die aktuellen Ausgaben von „Science“ und „Nature“.

Ryugu und Bennu sind mit 870 beziehungsweise 520 Meter Durchmesser vergleichsweise winzig. Beide wurden daher trotz ihrer Erdnähe erst 1999 überhaupt entdeckt. Beide haben auch eine ähnliche, an Kinderkreisel erinnernde Form und sind sehr porös. Ryugus Volumen etwa muss den Sondendaten zufolge zur Hälfte aus Hohlräumen bestehen. Vermutlich haben Phasen rascher Rotation das Geröll, aus dem diese Asteroiden offenbar bestehen, am Äquator angehäuft. Bennu dreht sich gegenwärtig sogar immer schneller: Seine Tage werden in jedem Jahrhundert um eine Sekunde kürzer, was man sich als Konsequenz ungleichmäßiger Abstrahlung des auftreffenden Sonnenlichts erklären kann.

Sowohl Ryugu als auch Bennu sind sogenannte C-Asteroiden. Das bedeutet, sie enthalten größere Mengen an Kohlenstoff und teilweise kristallwasserhaltige Minerale. Auf Ryugu ist das Wassersignal allerdings deutlich schwächer als auf Bennu. Die Forscher vermuten, dass beide Asteroiden sich aus dem Schutt von Kollisionen zerschmetterter größerer Asteroiden formten. In Ryugus Fall muss dieser Mutterkörper infolge seines Gehalts and radioaktiven Elementen derart warm geworden sein, das sich ein Teil des einmal vorhandenen Wassers verflüchtigt hat.

Das besondere Interesse der Forscher an den kohlenstoffreichen C-Asteroiden erklärt sich aus dem Verdacht, Körper dieses Typs könnten der frühen Erde die Entwicklung einer Biosphäre ermöglicht haben, indem sie in der Zeit nach dem Erkalten unseres Planeten in großer Zahl auf ihn einprasselten. Auch um solche Theorien besser einzugrenzen, sollen sowohl Hayabusa-2 als auch Osiris-Rex an ihren jeweiligen Zielobjekten Bodenproben entnehmen und zur Erde bringen. Hayabusa-2 ist sogar für drei Beprobungen ausgestattet und hat im Februar die erste bereits durchgeführt.

Nicht ohne Probleme. „Der erste Touchdown war mühsam, denn Ryugu ist mit allerlei großen Felsbrocken bedeckt, so dass es wirklich schwierig war, eine gute Stelle zu finden“, erzählte Chefwissenschaftler Seiji Sugita von der Universität Tokio in einem Interview mit der Online-Ausgabe von Science. „Die Ingenieure mussten ihre Technik verfeinern, um einen hochpräzisen Touchdown hinzubekommen. Das war sehr zeitraubend, weswegen wir das Programm wohl auf zwei Touchdowns an zwei verschiedenen Stellen verkürzen werden.“

Aber Sugitas amerikanische Kollegen haben es auf Bennu auch nicht einfacher. Wie sie in „Nature“ berichten, waren sie bei der Planung der Beprobung davon ausgegangen, Freiflächen von mindestens fünfzig Meter Weite zu finden, auf denen die Steine nirgends größer sind als zwei Zentimeter. Doch wie sich zeigte, gibt es auf Bennu keinen einzigen solchen Platz, und die Sonde muss bei seiner Probenentnahme mit Lichtungen zwischen meterhohen Steinen vorliebnehmen, die lediglich fünf bis zwanzig Meter breit sind.

Bennu schmeißt mit Steinen

Zu allem Überfluss schmeißt Bennu auch noch mit Steinen. Die Kamera von Osiris-Rex registrierte seit Januar elf Ausbrüche von Partikeln, möglicherweise ausgelöst durch Bodeneis, das in Folge der Annäherung des Asteroiden an seinen sonnennächsten Punkt verdampfte. Manche dieser Gesteinsteilchen drehten anschließen ihre Runden im Orbit um Bennu, bevor sie wieder zur Oberfläche sanken, viele entschwanden aber auch ins All. „Das war die größte Überraschung meiner wissenschaftlichen Laufbahn“, sagte Dante Lauretta von der University of Arizona, Leiter der Osiris-Rex-Mission. Zum Glück zeigte eine Sicherheitsanalyse, dass solche Steinschauer keine Gefahr für die Sonde darstellen. Damit bleibt das unerwartet rauhe Terrain das einzige Problem für die im Juli 2020 geplante Probenentnahme. Drei Jahre später sollen dann sechzig Gramm unverfälschter Asteroidengries im Labor der Nasa liegen. Die deutlich kleineren japanischen Proben von Ryugu werden bereits Ende 2020 im australischen Outback landen. Aber die Amerikaner waren ja schon bei Ultima Thule die Champions.

Quelle: F.A.S.
Autorenporträt / Rauchhaupt, Ulf von (UvR)
Ulf von Rauchhaupt
Verantwortlich für das Ressort „Wissenschaft“ der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung.
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