Direkt zum Inhalt

Asteroiden: Lutetia - ein Himmelskörper aus der Jugend des Sonnensystems

Asteroid (21) Lutetia
Wann immer sich bei Raumsonden mit langen Flugzeiten durch den Asteroidengürtel zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter die Möglichkeit ergibt, einen der kleinen Himmelskörper im Vorbeiflug zu erkunden, wird diese Forschung als Bonus in den Missionsablauf eingeplant. Bei der europäischen Kometensonde Rosetta, die im Jahr 2014 beim Kometen Tschurjumow-Gerasimenko eintrifft, ließen sich gleich zwei Passagen an Asteroiden einplanen. Im September 2008 passierte Rosetta den etwa sechs Kilometer großen Asteroiden (2867) Steins und im Juli 2010 erkundete die Sonde den wesentlich größeren Kleinplaneten (21) Lutetia. Nun liegen erste Auswertungen der Bilder und Messdaten dieses Vorbeiflugs vor, die am 28. Oktober 2011 in der Wissenschaftszeitschrift Science veröffentlicht wurden.

Es zeigt sich, das Lutetia anders ist als die kleineren Asteroiden, die bislang von Raumsonden erkundet wurden. Sie ist offenbar ein intaktes Planetesimal, ein Urkörper aus der Frühzeit des Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren, aus denen sich in der Folge die erdähnlichen Planeten wie Mars, Erde/Mond, Venus und Merkur bildeten. Im Bereich des Asteroidengürtels verhinderte die Schwerkraft des Riesenplaneten Jupiter die Bildung eines Himmelskörpers von Planetengröße. Die Bilder von Rosetta zeigen zudem, dass Lutetia kein Bruchstück eines größeren Himmelskörpers ist oder gar ein Schutthaufen aus losen Felsbrocken.

Sollte Lutetia wirklich ein Planetesimal sein, so lassen sich wertvolle Informationen über die Vorgänge bei der Planetenbildung ewinnen. Die Forschergruppe um Holger Sierks am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau analysierten die Bilddaten der Kamera OSIRIS, dem Optical, Spectroscopic and Infrared Remote Imaging System. Sie konnten daraus die Dimensionen und das Volumen des Himmelskörpers ableiten. Lutetia ist maximal 121 Kilometer lang, 101 Kilometer hoch und bis zu 75 Kilometer breit. Daraus ergibt sich das Volumen des kartoffelförmigen Körpers zu rund einer halben Million Kubikkilometer, entsprechend etwa dem Rauminhalt des Schwarzen Meeres. Außerdem bestimmten die Forscher die Lage der Rotationsachse von Lutetia, sie ist 96 Grad gegen die Umlaufebene geneigt. Damit ähnelt ihre Orientierung derjenigen des äußeren Planeten Uranus, der 98 Grad gegen seine Umlaufebene geneigt ist.

Auf den Bildern zeigte sich auch, dass Lutetia von einer dicken Schicht aus Gesteinsstaub und Felstrümmern bedeckt ist, einem Regolith. Dies ist ein typisches Merkmal von atmosphärelosen Himmelskörpern. Regolith bildet sich durch den stetigen Beschuss der Oberfläche durch Mikrometeoriten und größeren Felsbrocken, die das Gestein der Oberfläche langsam zertrümmern und zermahlen. An manchen Stellen ist dieses Material an Hängen in tiefere Lagen abgerutscht, etwa als der Asteroid durch Einschläge kleinerer Himmelskörper erschüttert wurde.

Mittels der Bahnverfolgung der Raumsonde bei der dichtesten Annäherung an Lutetia ermittelte ein weiteres Forscherteam um Martin Pätzold an der Universität zu Köln die Masse von Lutetia und konnten mit dem bekannten Volumen eine mittlere Dichte von 3,4 Gramm pro Kubikzentimeter feststellen. Dies ist eine der höchsten Dichten, die bislang für einen Asteroiden bestimmt wurde. Sie entspricht etwa derjenigen des rund 530 Kilometer großen Himmelskörpers (4) Vesta, der derzeit von der US-Raumsonde Dawn aus der Nähe erkundet wird. Die Forscher sehen die hohe Dichte als Hinweis darauf, dass Lutetia nur eine geringe Porosität aufweist und überwiegend aus kompakten silikatischen Gesteinen aufgebaut ist, die zudem auch einen recht hohen Anteil an metalllischem Eisen enthalten müssen. Vielleicht besitzt Lutetia auch einen kleinen Eisenkern.

Ein drittes Forscherteam verwendete die Messdaten des abbildenden Infrarotspektrometers VIRTIS, dem Visible, Infrared and Thermal Imaging Spectrometer an Bord von Rosetta. Die Forscher um die kürzlich verstorbene Wissenschaftlerin Angioletta Coradini am Nationalen Institut für Astrophysik (INAF) in Rom untersuchten sowohl die chemische Zusammensetzung als auch die Temperatur der Oberfläche des Asteroiden. Im Bereich von 0,4 bis 3,5 Mikrometern ließen sich in den Spektren keine Absorptionslinien silikatischer oder wasserhaltiger Minerale ermitteln. Somit ist eine Klassifizierung von Lutetia schwierig, möglicherweise ähnelt sie der Meteoritenklasse der Enstatit-Chondrite. Die Temperatur an der Oberfläche von Lutetia variiert zwischen 170 und 245 Kelvin, beziehungsweise zwischen -100 und -28 Grad Celsius.

Dies sind nur die ersten Ergebnisse aus den von Rosetta gelieferten Daten, die Auswertung läuft weiter und werden die Wissenschaftler noch für mehrere Jahre beschäftigen.

Tilmann Althaus

Lesermeinung

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Lesermeinungen können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quellen
- Sierks, H. et al.: Images of Asteroid 21 Lutetia: A Remnant Planetsimal from the Early Solar System. Science 334, S. 487 – 490, 2011.

- Pätzold, M. et al.: Asteroid 21 Lutetia: Low Mass, High Density. Science 334, S. 491 – 492, 2011.

– Coradini, A. et al.: The Surface Composition and Temperature of Asteroid 21 Lutetia as Observed by Rosetta/VIRTIS. Science 334, S. 492 – 494, 2011.

Partnervideos