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News: Bruchstücke aus dem Feuerball

Im Herbst 2008 entdeckten Astronomen den kleinen Asteroiden 2008 TC3 wenige Stunden vor seinem Aufschlag auf die Erde. Zu ihrer aller Erstaunen fanden sich in der sudanesischen Wüste sogar etliche Überbleibsel. Sie bieten nun die seltene Gelegenheit, Himmelsbeobachtungen mit geochemischen Analysen auf der Erde zu verbinden.
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Jedes Jahr fallen einige zehntausend Tonnen außerirdisches Gestein auf unseren Planeten. Glücklicherweise verglüht das meiste davon in der Atmosphäre oder rieselt in Pulverform nieder. Nur gelegentlich schaffen es größere Exemplare bis zum Erdboden.

In manchen Fällen verfolgten Kameras oder Augenzeugen sogar den Ritt der Gesteinsbrocken durch die Atmosphäre, doch noch nie konnte man einen Himmelskörper vor seinem Eintritt in die Erdatmosphäre entdecken. Am 6. Oktober 2008 entdeckten Astronomen des Catalina Sky Survey in Arizona den wenige Meter großen Asteroiden 2008 TC3. Etwa 19 Stunden später trat er in die Erdatmosphäre über dem Nordsudan ein und brach in einer Höhe von 37 Kilometern auseinander.
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Die Flugbahn von 2008 TC3 | Entlang dieser Bahn bewegte sich der Feuerball des eintrtetenden Asteroiden 2008 TC3. Der Asteroid brach in einer Höhe von 37 Kilometern in viele Fragmente auseinander, die roten Punkte geben einige Fundpunkte an.


Geringe Überlebenschancen
Die Chancen für überlebende Meteoriten schätzen Astronomen damals eher schlecht ein. Dennoch gingen Peter Jenniskens vom SETI-Institute in Kalifornien und seine Kollegen entlang der projizierten Flugbahn in der Nubischen Wüste auf die Suche – und wurden tatsächlich fündig. 47 Brocken und Bröckchen mit Massen zwischen 1,5 und 283 Gramm stöberten sie in der rund 30 Kilometer breiten Einflugschneise auf. Insgesamt sammelten die Forscher rund voier Kilogramm Meteoritenbruchstücke ein – etwa 0,005 Prozent der Mutterkörpermasse. Die Meteoriten werden nach ihrem Fundort nun Almahata Sitta genannt.

Laboranalysen zeigten, dass die Meteoriten reich an Pyroxen-Kristallen sind, die dunkle kohlenstoffhaltige Flecken tragen. Die isotopische Zusammensetzung des Kohlenstoffs deutet darauf hin, dass der Meteorit irgendwann in seiner Vergangenheit sehr hohen Temperaturen ausgesetzt war. In den Bruchstücken stießen die Forscher auch auf Nanodiamanten, die nur bei hohen Temperaturen und Drücken entstehen. Möglicherweise bildeten sie sich durch Einschläge auf dem ursprünglichen Asteroiden-Mutterkörper.
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Einige Fragmente von 2008 TC3 nach dem Fall | Insgesamt 47 Fragmente von 2008 TC3, nun nach dem Fundgebiet Almahata Sitta genannt, konnten zwei Suchtrupps im nördlichen Sudan entdecken. Auf den Bildern sind einige der frischen Meteoritenbruchstücke zu sehen.


Um den Meteoriten zu klassifizieren, schaute das Team um Jenniskens vor allem auf die Sauerstoffisotope: Je nach Quelle verfügt er über eine charakteristische Mischung der drei Isotope mit den Massenzahlen 16, 17 und 18. Diese Isotopensignatur ist eindeutig, selbst wenn sich andere Merkmale wie die übrige chemische Zusammensetzung oder der Gesteinstyp unterscheiden, erklären die Forscher. Danach fällt 2008 TC3 gerade noch in eine seltene, sehr kohlenstoffhaltige Unterklasse von Meteoriten – die Ureilite.

Anders als alle anderen
"Die nun gefundenen Meteoriten unterscheiden sich von allen bisher bekannten", berichtet Jenniskens. Nicht die Mineralzusammensetzung von Almahata Sitta, sondern vor allem dessen Struktur setzt ihn von den bisher analysierten Vertretern ab: die Bruchstücke sind feinkörnig und äußerst porös. Aus diesem Grund wohl brach der Asteroid so hoch über dem Erdboden auseinander, mutmaßen die Forscher. Er hatte sich an diesem Punkt noch nicht deutlich verlangsamt, sodass die Bruchstücke über eine so weite Fläche zerstreut wurden.

Die unermüdliche Suche hat sich aber auf jeden Fall gelohnt: Endlich können Astronomen die Beobachtungen eines Asteroiden per Teleskop mit Laboranalysen der Fragmente vergleichen. Bisher schließen sie auf die chemische Komposition von Asteroiden, indem sie die von ihnen reflektierte Sonnenstrahlung analysieren. Allerdings verändert die kosmische Strahlung und der stetige Beschuss durch Mikrometeoriten die Oberfläche im Gegensatz zum Innenleben über die Jahrmillionen. Immerhin reiche die Methode aus, um Asteroiden in grobe Klassen einzuteilen – die genaue Zusammensetzung bleibt indes verborgen.

Eindeutig zugeordnet
Bei Meteoriten lässt sich die chemische Zusammensetzung direkt bestimmen; doch von welchem Asteroiden-Mutterkörper sie stammen, bleibt unklar. Im Fall von 2008 TC3 könnnen Astronomen nun erstmals all diese Fragen eindeutig beantworten: Sie stufen ihn anhand der Reflexionsspektren vom Asteroiden vor dem Atmosphäreneintritt und seinen Bruchstücken in der kohlenstoffhaltigen Asteroidenklasse F an.

Mit diesem Wissen lässt sich nun eher vom Äußeren auf das Innere von Asteroiden schließen, und so können Verwandte im All leichter aufgespürt werden. Eine potenzielle Quelle für 2008 TC3 haben die Wissenschaftler sogar schon ausgemacht: Der rund drei Kilometer große Asteroid 1998 KU3 besitzt ein ganz ähnliches Spektrum. Und bisher steht er damit allein auf weiter Flur.

Maike Pollmann

Originalarbeit
Jenniskens, P. et al.: The impact and recovery of asteroid 2008 TC3. In: Nature 458, S. 485-488, 2009.

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