Der erdnahe Asteroid 2024 YR4 wurde am 27. Dezember 2024 entdeckt. Die hochexzentrische Bahn bringt ihn alle vier Jahre in die Nähe der Erde. Der Vorbeiflug Ende 2024 war knapp – in einem Abstand von etwa zwei Mondentfernungen –, wird im Jahr 2028 mit 20,8 Mondentfernungen »entspannt« sein, aber für den 22. Dezember 2032 konnte eine Kollision mit der Erde zunächst nicht ausgeschlossen werden. Zwischen Dezember 2024 und Mai 2025 wurde deshalb eine Vielzahl von Messungen durchgeführt, um die Bahn besser zu bestimmen. Als dann Ende Februar 2025 die Einschlagwahrscheinlichkeit von etwas mehr als drei auf null Prozent sank, war die Erleichterung groß.

Unter Einsatz immer größerer Teleskope konnte YR4 noch bis Mai 2025 weiterverfolgt werden. Mit den neuen Messungen – ab Ende März 2025 waren nur noch Nachweise mit dem James-Webb-Teleskop (JWST) möglich – rückte plötzlich der Mond in den Fokus: Statt der Erde lag jetzt der Mond innerhalb der möglichen Bahnvielfalt, die sich aus der Summe aller astrometrischen Messungen ergab.

Ein Katastrophenszenario

Der Mond ist weit von uns entfernt, und zeitweise entfachte die knapp über vierprozentige Einschlagwahrscheinlichkeit sogar Euphorie unter den Wissenschaftlern: Ein Einschlag eines circa 60 Meter großen Brockens mit 13,9 Kilometer pro Sekunde Einschlaggeschwindigkeit wäre doch ein spannendes Experiment, das geschätzt nur alle 5000 Jahre passiert. Daraus könnte man viel lernen.

Erste Abschätzungen gingen von einem Einschlagkrater von ein bis zwei Kilometern Durchmesser aus. Dabei würden riesige Mengen an Material verdampfen und einen Lichtblitz erzeugen. Das geschmolzene Material wäre danach über Stunden und Tage beobachtbar. Der Einschlag am 22. Dezember 2032 kurz vor Sonnenuntergang (im Zeitfenster von 16:19 bis 16:21 Uhr MEZ) wäre von Deutschland aus gesehen wahrscheinlich mit bloßem Auge zu verfolgen gewesen. Doch je genauer man auf dieses Szenario schaute, desto mehr Sorgenfalten tauchten auf: So ein Zusammenstoß, ohne eine abbremsende Atmosphäre dazwischen, würde etwa 100 000 Tonnen Material ins All befördern. Je nach Aufschlagort und Zeitpunkt, würde davon ein nicht vernachlässigbarer Teil Richtung Erde geschleudert. Neben den potenziellen Problemen für Mensch und Material auf dem Mond würden daraus Risiken für die Vielzahl an Satelliten und auch für die Erde entstehen. Es gibt Studien, in denen von einem sehr starken Materialstrom über viele Jahrzehnte ausgegangen wird, die immer wieder zu heftigen Meteorereignissen auf der Erde führen würden. Allerdings wären sie leuchtschwächer, weil die Relativgeschwindigkeit im Vergleich zu klassischen Meteorströmen deutlich niedriger wäre.

Trotzdem ist eine Einschlagwahrscheinlichkeit von 4,3 Prozent eines 60-Meter-Objekts im Dezember 2032 auf dem Mond nicht ausreichend, um ernsthafte Schritte für eine mögliche Abwehr einzuleiten. Zusätzlich wird YR4 ja beim nächsten Vorbeiflug im Jahr 2028 wieder gut zu beobachten sein. Damit kann man eine deutliche Verbesserung der Bahngenauigkeit erwarten. Sollte allerdings, so war die Überlegung, der Mondtreffer bestätigt werden, dann wäre die Vorlaufzeit für eine DART-ähnliche Abwehrmission nach der Begegnung im Dezember 2028 zu knapp. Das war die »Geburt« der Idee, mithilfe des leistungsstarken JWST bereits im Jahr 2026 einen weiteren Punkt für die Bahnberechnung beizusteuern. Zum Zeitpunkt der Messungen mit der Nahinfrarotkamera NIRCam des JWST am 18. und 26. Februar 2026 war YR4 allerdings 3,7 Astronomische Einheiten (AE) von der Sonne und 3,3 AE vom JWST entfernt. Der Asteroid hatte eine scheinbare Helligkeit von 30,5 Magnituden, was weit außerhalb der Erreichbarkeit erdgebundener Teleskope oder des Weltraumteleskops Hubble liegt. Zusätzlich mussten genügend gut bekannte Referenzsterne mit abgebildet werden, um die Position von YR4 einmessen zu können. Die beiden Zeitfenster im Februar 2026 waren deshalb extrem zeitkritisch. Trotz der abgeschätzten Nachweisbarkeit bei einer mehrstündigen Integration mit der NIRCam war der Erfolg nicht garantiert, da zufällige Hintergrundsterne, die man in diesem Helligkeitsbereich kaum kennt, eine saubere Abbildung von YR4 leicht verhindern können.

Keine Kollision mit dem Mond

Es hat alles geklappt (siehe »YR4 im Blick des JWST«). Der Asteroid 2024 YR4 wurde mehrfach und eindeutig mit dem James-Webb-Teleskop gesehen. Allerdings waren einige der Referenzsterne stark überbelichtet und konnten für astrometrische Methoden nicht benutzt werden. Die abgeleitete Positionsgenauigkeit war trotzdem besser als 50 Millibogensekunden (zum Vergleich: Der Vollmond hat einen Durchmesser von etwa 1800 Bogensekunden). Und, YR4 tauchte deutlich entfernt von der vorausberechneten kritischen Zone auf, die im Bild mit einem roten Kreis markiert ist. Damit konnte die Bahngenauigkeit für den Vorbeiflug im Dezember 2032 um einen Faktor 30 verbessert werden. Der erdnahe Asteroid 2024 YR4 wird den Mond am 22. Dezember 2032 um 14:57:26 TDB ± 50 Sekunden in einer Entfernung von (22 900 ± 800) Kilometern vom Mondzentrum passieren (siehe »Kurs auf den Mond«). Das Kürzel TDB steht für Baryzentrische Dynamische Zeit (englisch: Barycentric Dynamical Time). Sie wird für die Beschreibung von Planeten- und Asteroidenbewegungen benutzt und bezieht sich auf den Schwerpunkt des Sonnensystems.

Größe und Form

Interessant ist auch die genauere Betrachtung der Größe des Asteroiden. Hätte man nur die typischen astrometrischen Messungen, meist ohne Filter, aufgenommen, so kann man zwar eine absolute Helligkeit (bezogen auf eine Distanz von 1 AE sowohl von der Sonne als auch von der Erde) bestimmen; die Übersetzung in eine Größe hängt jedoch dann von einer Annahme des Rückstrahlvermögens (Albedo) von YR4 ab. Für eine extrem hohe Albedo in Höhe von 50 Prozent, das heißt, YR4 strahlt die Hälfte der eintreffenden Strahlung wieder zurück ins All, wäre schon ein 25-Meter-Körper mit den Beobachtungen kompatibel. Bei einer kohlenstoffdominierten Oberfläche mit nur etwa drei Prozent Albedo müsste man von fast 130 Metern Durchmesser ausgehen.

Multi-Filter-Beobachtungen im sichtbaren Licht und im Nahinfrarot konnten die Rückstrahlfähigkeit etwas einschränken und die Größe auf 30 bis 65 Meter reduzieren. Mit JWST-Beobachtungen im mittleren Infrarotbereich bei 10 bis 15 Mikrometern Wellenlänge im März 2025 konnte die Ausdehnung dann auf (60 ± 7) Meter eingegrenzt werden. Bei dieser radiometrischen Methode wurde eine kugelförmige Gestalt und ein Ursprung des Infrarotsignals vom beleuchteten Teil der Oberfläche angenommen. Beide Annahmen stellten sich jetzt als falsch heraus. Eine deutlich realistischere Form und die Rotationsachse konnten inzwischen aufgrund der Vielzahl von Lichtkurven errechnet werden (siehe »Form von YR4«). Dabei wurden die Lichtkurven unter unterschiedlichen Phasenwinkeln und Orientierungen zwischen Dezember 2024 und März 2025 aufgenommen.

Gleichzeitig zeigten die Messungen ein exotisches thermisches Verhalten, bei dem die schnelle Rotation und die hohe thermische Trägheit zu einer annähernd gleichen Temperatur entlang des gesamten Äquatorbereichs führen, also auch auf der Nachtseite. Zusätzlich wirkt die starke Aufheizung in der Nähe der Sonne (Perihel bei 0,85 AE im November 2024) noch Wochen nach. Berücksichtigt man alle neuen Details in einem komplexeren thermischen Modell, so ergibt sich eine effektive Größe von 60 Metern mit wenigen Prozent Unsicherheit. Man muss dabei feststellen, dass die ursprünglich einfache Modellierung nur durch Zufall richtig war, weil sich der Einfluss der Asteroidenform und die Vernachlässigung der Emission der nicht beleuchteten Oberflächenregionen gegenseitig kompensiert haben. Wären die Messungen bei einem anderen Phasenwinkel erfolgt, zum Beispiel bei einem halbmondähnlichen Phasenwinkel von 90 Grad, hätte der anfängliche Ansatz einen deutlich zu großen Durchmesser von etwa 100 Metern ergeben.

Mit dem Verschwinden der Einschlaggefahr für den Mond im Dezember 2032 verschwindet dieser erdnahe Asteroid aus dem Fokus des öffentlichen Interesses. Für alle Forschungsgruppen, die an Entdeckungen, Bahnbestimmung oder Charakterisierung von erdnahen Asteroiden arbeiten, hat YR4 einen enorm wichtigen Beitrag geleistet. Es werden vor allem durch das Vera C. Rubin Observatory ständig neue Asteroiden entdeckt. Darunter werden auch immer wieder potenziell gefährliche Objekte für Erde oder Mond auftauchen. Die Koordination von bodengebundenen und Weltraumteleskopen, auch über die Installation von Notfallprogrammen, sowie die Zusammenarbeit der verschiedenen Expertengruppen weltweit wird dann wichtig werden. Der Kleinkörper 2024 YR4 hat gezeigt, wie das funktionieren kann.