Pressenotiz 1/2011 - 7. Januar 2011

Vestas innere Werte

Forscher vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung entdecken im All einen kosmischen Brocken aus der Tiefe des drittgrößten Asteroiden.

Eine neue Art von Asteroid haben Forscher von der University of North Dakota und vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung entdeckt. Die mineralogische Zusammensetzung des Körpers 1999 TA10 deutet darauf hin, dass er nicht wie viele andere Asteroiden aus der äußeren Gesteinskruste, sondern aus dem tieferen Innern des Mutterasteroiden Vesta stammt. Ein Asteroid mit dieser Zusammensetzung war bisher unbekannt. Der Fund erlaubt es nun, die Dicke von Vestas äußerer Gesteinskruste zu bestimmen. Der Asteroid Vesta wird im Sommer dieses Jahres das erste Ziel der NASA-Mission DAWN sein. Zudem gilt der etwa 525 Kilometer große Himmelskörper als einziger verbleibender Protoplanet aus der frühen Phase des Sonnensystems. (Icarus, in press)

Der Asteroid Vesta ist einzigartig: Anders als alle anderen Kleinplaneten, die im so genannten Hauptgürtel zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter um die Sonne kreisen, weist Vesta eine differenzierte innere Struktur auf: Eine Kruste aus erkalteter Lava überdeckt eine tiefer liegende Gesteinsschicht und einen Eisen-Nickel-Kern - ähnlich wie bei den Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars. Wissenschaftler halten den zwiebelartig aufgebauten Asteroiden deshalb für einen Protoplaneten, ein Überbleibsel aus einer frühen Phase der Planetenentwicklung vor mehr als viereinhalb Milliarden Jahren. Alle anderen Protoplaneten ballten sich nach und nach entweder zu Planeten zusammen oder zerbrachen durch heftige Zusammenstöße.

 

Abbildung 1: An seiner Südseite weist der Asteroid Vesta einen gewaltigen Krater auf. Dieses Bild zeigt den Asteroiden in einer Aufnahme des Weltraumteleskops Hubble (oben links), als Rekonstruktion aus Modellrechnungen (oben rechts) und in der Höhenkarte (unten).

(Bild: Ben Zellner - Georgia Southern University, Peter Thomas - Cornell University, NASA.)

 

Einen gewaltigen Aufprall scheint auch Vesta erlebt zu haben. Darauf deutet ein großer Krater auf der Südseite hin. Die so genannten Vestoiden - eine Gruppe von Asteroiden, deren Zusammensetzung dem Krustengestein von Vesta gleicht - sind höchstwahrscheinlich bei diesem Einschlag entstanden. Zudem glauben Forscher, dass der Zusammenstoß auch tiefer liegendes Material ins All schleuderte. Denn einige Meteoriten, die auf der Erde gefunden wurden, bestehen aus ähnlichem Gestein wie Vestas innere Schicht. Bisher blieben jedoch stets Zweifel an dieser Theorie - vor allem, weil sich im All kein vergleichbarer Körper aus Vestas Mantel fand.

Erst der vor kurzem untersuchte, erdnahe Asteroid 1999 TA10 schließt nun diese Lücke. Mit Hilfe eines Teleskops der NASA (Infrared Telescope Facility) auf Hawaii konnten die Forscher die Infrarot-Strahlung, die 1999 TA10 ins All reflektiert, analysieren. In diesem Wellenlängenbereich hinterlassen die Gesteine, die für die Zuordnung zu Vesta in Frage kommen, ihre charakteristischen Fingerabdrücke. Neben calciumhaltigem Wollastonit deuten die Messungen vor allem auf das eisenhaltige Ferrosilit hin. "Diese Stoffe kommen zwar sowohl in der Kruste, als auch im Mantel von Vesta vor", erklärt Dr. Andreas Nathues vom MPS. "Entscheidend ist jedoch das Verhältnis". Im Fall von 1999 TA10 ist der atomare Eisengehalt deutlich geringer als bei allen anderen bereits bekannten Vestoiden. "Vieles spricht dafür, dass wir es bei 1999 TA10 mit einem Stück aus dem Innern von Vesta zu tun haben", sagt Nathues.

Der Himmelskörper erlaubt so auch Rückschlüsse auf seinen Mutterasteroiden. Modelle der Oberfläche von Vesta, die auf Beobachtungen des Hubble Teleskops zurückgehen, beziffern die Tiefe des Südpolkraters mit maximal 25 Kilometern. Der neue Fund beweist nun, dass dies gleichzeitig der maximalen Dicke der äußeren Gesteinskruste entspricht.

Um die Vorgänge bei der Planetenbildung vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren zu rekonstruieren, sind Forscher darauf angewiesen, die Dicke von Vestas Schichten möglichst exakt zu bestimmen. Denn nur so lässt sich berechnen, aus welchem Materialgemisch der Protoplanet einst entstanden ist - und somit, welche Stoffe in bei der Entstehung des Sonnensystems in welchem Verhältnis zur Verfügung standen.

Weitere Informationen über den Aufbau von Vesta erhoffen sich die Forscher nun von der Mission DAWN der amerikanischen Weltraumbehörde NASA. Im Juli/August 2011 wird die Raumsonde, die seit 2007 im All unterwegs ist, den Asteroiden Vesta erreichen und etwa ein Jahr lang begleiten. Mit an Bord sind zwei Weltraumkameras, die unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Zusammenarbeit mit dem Institut für Planetenforschung des DLR und des Instituts für Datentechnik und Kommunikationsnetze der Technischen Universität Braunschweig entwickelt und gebaut wurden.

Originalveröffentlichungen

Vishnu Reddy, Andreas Nathues, Michael J. Gaffey
First fragment of Asteroid 4 Vesta's mantle detected
Icarus, in press, online veröffentlicht am 5. Dezember 2010

Kontakt

Dr. Birgit Krummheuer
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung
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Mobil: 0173 3958625
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Dr. Andreas Nathues
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung
Max-Planck-Straße 2
37191 Katlenburg-Lindau
Tel: 05556 979 433
Email: nathuesmps.mpg.de