Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
Diese Aufnahme, entstanden während der NASA-Mission Near Earth Asteroid Rendezvous im Jahr 2000, zeigt eine Nahansicht von Eros, einem Asteroiden mit einer Umlaufbahn, die in etwas nahe an die Erde bringt. Eine neue Arbeit spricht sich dafür aus, daß der Hauptgrund für das Zerbrechen von kleinen Asteroiden mit etwa 100 Meter Ausdehnung nicht Zusammenstöße mit anderen Asteroiden ist, sondern durch Strahlung verursachte schnelle Rotation. NASA / JHUAPL
Hunderttausende von Asteroiden sind bekannt, die unsere Sonne auf Bahnen umkreisen, die von nah der Erde bis jenseits des Saturn reichen. Die bekannteste Ansammlung von Asteroiden, der „Hauptgürtel“, beherbergt einige der größten und hellsten Asteroiden und liegt zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter. Astronomen nehmen an, daß sich die Asteroiden wie die Planeten im frühen Sonnensystem durch allmähliches Zusammenkleben von kleineren Teilchen bildeten, aber daß im Fall der Asteroiden das Wachstum durch wechselseitige Zusammenstöße unterbrochen wurde und die Kollisionen dafür sorgten, daß sie eher zerbrachen als zu Planeten heranzuwachsen. Diese Hypothese versuchen Astronomen durch Erfassen neuer Daten zu testen. Ihre Arbeit hat einige unmittelbare Konsequenzen: die NSA plant gegenwärtig eine „Asteroid Redirect Mission (ARM)“ (Asteroiden-Umleitungsmission) im Rahmen von Amerikas nächster bemannter Raumflugunternehmung. Ein Verständnis über die Herkunft der Abmessungen von Asteroiden – und dann einen passenden Asteroiden zu identifizieren, der von einem Astronauten geborgen werden kann – ist ein wichtiges Ziel der USA.
Die Entdeckungsrate von Asteroiden und Kometen hat in den vergangenen Jahren dank neuer Detektortechnologie zugenommen. Das Sonnensystem von heute ist voller Aktivität und mit verwandten, sich weiterentwickelnden kleinen Körpern (einschließlich Asteroide) angefüllt, deren Umlaufbahnen und Abmessungen durch gravitative Wechselwirkungen mit den Riesenplaneten, aber auch anderer Kräfte wie Kollisionen und Strahlungseffekte geformt sind. Strahlungseffekte umfassen das Verdampfen von Wassereis oder anderer flüchtiger Stoffe, die Unterschiede in der thermischen Ausdehnung sowie den Strahlungsdruck – und sie sind alle entscheidend, wenn es um die Frage der Größe von Asteroiden geht. Da Asteroide unregelmäßig geformt sind, kann der Druck von einfallendem Sonnenlicht und auch Effekte ihrer eigenen, nach außen gerichteten Strahlung (die zufallsorientiert ist) zur Folge haben, daß sie sich drehen und, wenn die Drehung schnell genug ist, zerbrechen.
Eine „katastrophale Zerstörung“ ist definiert als das Zerbrechen eines Asteroiden in Fragmente, von denen jedes weniger Masse als die Hälfte der ursprünglichen Masse besitzt. Kleine Asteroide sollen nach herkömmlicher Vorstellung bei Kollisionen zwischen einem Elternkörper und einem kleineren Einschlagkörper entstanden sein, aber diese Ereignisse scheinen nach Beobachtungen und neueren Modellrechnungen sehr selten vorzukommen. Erneute Aufmerksamkeit ist neuerdings den Mechanismen geschenkt geworden, die das Zerbrechen eines Asteroiden nicht auf Zusammenstöße, sondern auf Strahlungseffekte, insbesondere bei Asteroiden, deren Durchmesser nur wenige hundert Meter betragen, zurückführen.
Ein Astronomenteam, darunter Tim Spahr vom CfA, hat eine Reihe neuer Berechnungen für die katastrophale Zerstörung von Asteroiden des Hauptgürtels fertiggestellt. Diese bauen auf neuen Ergebnissen von Durchmusterungen lichtschwacher (daß heißt, vermutlich kleinen) Asteroiden auf. Sie finden, daß für Asteroide mit einem Durchmesser von etwa 100 Metern nicht in erster Linie Kollisionen der Grund für ihr Zerbrechen ist – es ist die schnelle Rotation. Da die Rate der Zusammenstöße von Zahl und Größe der Objekte abhängt, dies bei der Rotation aber nicht der Fall ist, stehen ihre Ergebnisse zudem in starkem Widerspruch zu früheren Modellen von durch Kollisionen erzeugte kleine Asteroide.
Literatur:
„Observational Constraints on the Catastrophic Disruption Rate of Small Main Belt Asteroids“
Larry Denneau, Robert Jedicke, Alan Fitzsimmons, Henry Hsieh, Jan Kleyna, Mikael Granvik, Marco Micheli, T. Spahr, Peter Vereš, Richard Wainscoat, W.S. Burgett, K.K.C. Chambers, P.W. Draper, H. Flewelling, M.E. Huber, N. Kaiser, J.S. Morgan, and J.L. Tonry
Icarus Volume 245, 1 January 2015, Pages 1–15
