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Kuipergürtel: Himmelsobjekt Arrokoth ist primitiv, aber aufschlussreich

Ultima Thule heißt nun Arrokoth. Bleibt aber das am weitesten entfernte Objekt, das je von einer Raumsonde besucht wurde. Jetzt liegen neue Informationen über den knubbeligen Brocken vor.
Arrokoth hat eine rote Oberfläche.Laden...

Knubbelig, leicht vernarbt, primitiv. Schön klingt anders. Und doch ist Arrokoth ein Objekt der Begierde. Der Brocken stammt nämlich aus dem Kuipergürtel, jener Region fern des Neptuns in unserem Sonnensystem, in der sich noch uralte Himmelskörper aus der Zeit der Planetenentstehung befinden. Entsprechend interessiert sind Astronomen daran, möglichst viel über Arrokoth zu erfahren.

Bereits am Neujahrstag 2019 hatte die NASA-Raumsonde New Horizons den Himmelskörper mit dem offiziellen Namen (486958) Arrokoth – früher bekannt als Ultima Thule – passiert. Fast auf den Kilometer genau flog sie im geplanten Abstand von 3500 Kilometern vorbei, machte Bilder mit einer Auflösung von 33 Metern pro Pixel und sammelte Daten. Alles im vorgesehenen Winkel und zur vorgesehenen Zeit. Auch schickte sie ein Paket an Informationen wie gewünscht zur Erde.

Erste, durchaus umfassende Ergebnisse hatten Astronomen daher bereits auf einer Konferenz Mitte März 2019 vorgestellt, zwei Monate später folgten die dazugehörigen Publikationen. Nun sind im Magazin »Science« drei neue Studien erschienen, die auf der zehnfachen Menge an Daten basieren. Zusammengenommen zeichnen sie ein weitaus schärferes Bild von Arrokoths Beschaffenheit. Außerdem liefern sie neue Hinweise auf seinen Ursprung. Und sie könnten womöglich einen seit Jahren andauernden Disput unter Astronomen beilegen, der sich um die Frage dreht: Wie sind die Bausteine für Planeten, die Planetesimale, ursprünglich entstanden?

Schneemann oder Erdnuss? Kein Pfannkuchen jedenfalls

Zu Beginn der New-Horizons-Mission war Arrokoth noch nicht bekannt. Erst im August 2015 entschied die NASA, dem Objekt einen Besuch abzustatten. Eine gute Wahl, wie sich zeigte. Denn man fand einen knubbeligen Himmelskörper, der aus zwei unförmigen Kugeln zu bestehen schien. Er sehe aus wie eine Walnuss, sagten manche. Wie ein Pfannkuchen, sagten andere. Schneemann und Erdnuss waren auch im Rennen. Die neue Auswertung unterstützt Letzteres.

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Arrokoth

Ähnliche Strukturen hatten Astronomen zuvor bei Kometen und größeren Kuipergürtelobjekten beobachtet. Dennoch ist Arrokoth einzigartig mit seinen Eigenarten. Den Berechnungen der Astronomen John Spencer und Alan Stern zufolge sind die zwei kugeligen, über eine schmale Schnittstelle miteinander verbundenen Teile weniger flach als ursprünglich angenommen. Sie nehmen ein größeres Volumen ein als gedacht. Es entspreche in etwa dem einer Kugel von 18 Kilometer Durchmesser, schreiben die Autoren. Außerdem berichtet das Team, dass die Oberfläche von Arrokoth eher glatt sei als mit Kratern übersät. Sanfte Hügel prägten das Aussehen. Damit unterscheidet sich der knubbelige Brocken von anderen zuvor besuchten Körpern im Sonnensystem. »Das legt nahe, dass sich sein Antlitz seit dem Ende der Zeit der Planetenentstehung kaum verändert hat«, so die Autoren. Aus der Dichte der Krater lasse sich auf ein Alter von etwa vier Milliarden Jahren schließen.

Wie Arrokoth genau entstanden sein könnte, haben wiederum William McKinnon und seine Kollegen simuliert. Ihre Analysen legen nahe, dass die zwei Teile ursprünglich voneinander unabhängige Körper waren, die letztlich zu einer Einheit verschmolzen sind. Die Geschwindigkeit beim Aufprall dürfte nur ein paar Meter pro Sekunde betragen haben, schreiben die Forscher.

Während sich Team 1 mit der grundlegenden Struktur befasst hat und Team 2 mit der möglichen Entstehung, hat es sich Team 3 um den Astronomen Will Grundy zum Ziel gesetzt, möglichst viel über die Oberfläche zu erfahren. Die Forscher untersuchten Zusammensetzung, Farbe und Temperatur und stellten fest: Sie ist einheitlich rot, kalt und mit Methanol-Eis sowie bislang nicht identifizierten organischen Molekülen überzogen. »Auch wenn kein Wasser gefunden wurde, könnte es welches geben«, betonen die Autoren. Es könnte bloß im Verborgenen liegen.

Alle drei Gruppen ziehen aus ihren Erkenntnissen den Schluss: Arrokoth soll durch eine Kollision während eines lokalen Kollapses des Sonnennebels entstanden sein.

Jahrzehnte Vorbereitung für die großen Momente

»Seit 1992 haben Astronomen eine gewaltige Menge massiver Körper im Orbit hinter Neptun entdeckt«, schreibt der Astronom David Jewitt in einem begleitenden Artikel. »In vielerlei Hinsicht haben sich durch die Kenntnisse aus dem Gürtel unsere Vorstellungen von der Entstehung und der Entwicklung des Sonnensystems verändert.« Doch das Meiste, was wir über den Gürtel wissen, stammt von Teleskopen auf der Erde; die Studien waren begrenzt auf Objekte, die größer als 100 Kilometer sind, weil die kleineren zu schwach waren, um einfach entdeckt zu werden. Mit New Horizons hätten sich völlig neue Möglichkeiten ergeben, so Jewitt. p>

Jewitt stimmt den Autorenteams der aktuellen Studien in vielen Punkten zu. Auch in der möglichen Entstehung: »Die einfachste Schlussfolgerung ist, dass Arrokoth das Ergebnis eines Zusammenstoßes von zwei zuvor existierenden Körpern ist«, schreibt er. Diese Kollision müsse sanft gewesen sein, da es keine Beweise für durch großen Druck entstandene Verformungen an der Verbindungsstelle beider Teile gebe.

New Horizons war konzipiert, um im Vorbeiflug einen kurzen Blick zu erhaschen. Das hat hervorragend funktioniert. Was man dabei nicht vergessen sollte: Mehr als zwei Jahrzehnte vergingen vom ersten Konzept bis zum historischen Rendezvous, die entscheidenden Informationen über Arrokoth – und übrigens auch über Pluto – sammelte die Sonde allerdings binnen weniger Tage.

»Nachdem wir es einmal gemacht haben, können wir sicher sein, dass dies nicht der effizienteste oder begehrenswerteste Weg ist, um das äußere Sonnensystem zu erkunden«, schreibt Jewitt. Künftige Missionen müssten anders aussehen: »Wir müssen in der Lage sein, ein Raumschiff zum Kuipergürtel zu schicken und dort zu halten, vielleicht indem wir die Anziehungskraft eines größeren Objekts nutzen.« Denkbar wäre auch eine Mission, die gewissermaßen von einem Körper zum nächsten hüpft, so wie NASAs Raumsonde Dawn von Ceres zu Vesta.

Mag bislang ungeklärt sein, wie ein zweiter Besuch gelingen könnte, wann und zu welchem Preis, so steht fest: Es fliegen noch so einige spannende Brocken durchs All, die es Wert sind, genau analysiert zu werden.

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