Bilder vom Asteroidengürtel 12.10.2021, 14:00 Uhr

Asteroid: Neue Bilder beantworten Frage des Lebens

Formen, Kugeln und Hundeknochen: Einem Forscherteam sind zum ersten Mal Aufnahmen der größten Asteroiden gelungen. Die Studie liefert erstaunliche Erkenntnisse.

Asteroid im All schwarzer Hintergrund

42 Asteroiden wurden erstmals detailliert aufgenommen.

Foto: panthermedia.net/ Dr-Lange

Mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile haben Astronominnen und Astronomen 42 der größten Objekte im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter fotografiert. Zum ersten Mal konnten die größten Asteroiden so deutlich abgelichtet werden.

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Zwischen den Planetenbahnen von Mars und Jupiter befindet sich der Asteroidengürtel – auch Planetoidengürtel oder Hauptgürtel genannt. Dieser Bereich im Sonnensystem weist eine starke Ansammlung von Asteroiden auf. Bis 2017 wurden über 650.000 solcher Objekte erfasst.

Hundeknochen: Asteroiden weisen eigenartige Formen auf

Bei den neuen Beobachtungen stellten die Astronomen ein breites Spektrum an seltsamen Formen fest. Sie reichen von kugelförmig bis hin zu Hundeknochen. Die Aufnahmen helfen den Forschenden, die Ursprünge der Asteroiden in unserem Sonnensystem zu analysieren. Die scharfen Fotos stellen einen großen Fortschritt bei der Erforschung von Asteroiden dar. Möglich wird das durch bodengestützte Teleskope. Die Antworten zu der ultimativen Frage nach dem Leben und der Entstehung des Universums werden so noch konkreter.

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„Nur drei große Asteroiden des Hauptgürtels, Ceres, Vesta und Lutetia, wurden bisher mit hoher Detailgenauigkeit abgebildet, da sie von den Weltraummissionen Dawn und Rosetta der NASA bzw. der Europäischen Weltraumorganisation besucht wurden“, sagt Pierre Vernazza vom Laboratoire d’Astrophysique de Marseille. „Unsere ESO-Beobachtungen haben scharfe Bilder für viele weitere Ziele, insgesamt 42, geliefert.“

Die Asteroidenstudie erscheint im Fachmagazin Astronomy & Astrophysics.

Dieses Bild zeigt 42 der größten Objekte im Asteroidengürtel

Dieses Bild zeigt 42 der größten Objekte im Asteroidengürtel, der sich zwischen Mars und Jupiter befindet. Die meisten von ihnen sind größer als 100 Kilometer.

Foto: ESO/M. Kornmesser/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Sylvia und Lamberta

Asteroiden Sylvia und Lamberta, die eine Dichte von etwa 1,3 Gramm pro Kubikzentimeter aufweisen.

Foto: ESO/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Ausonia und Urania

Ausonia und Urania, die beiden kleinsten untersuchten Objekte mit einem Durchmesser von jeweils etwa 90 Kilometern.

Foto: ESO/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Asteroid: Viele unbekannte Komponenten

Bislang gab es nur wenige detaillierte Beobachtungen von Asteroiden. Merkmale wie die Dichte oder 3D-Formen lagen bis zu den neuen Aufnahmen weitestgehend im Verborgenen. Vernazza und sein Team wollten dieses “schwarze Loch” sichtbar machen und untersuchten die wichtigsten Himmelskörper im Asteroidengürtel gründlich.

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42 Asteroiden fotografiert

Fast alle 42 Objekte sind laut Stichprobe größer als 100 Kilometer (km). Außerdem haben die Forschenden sehr viele Asteroiden des Gürtels abgebildet, die größer als 200 km sind (20 von 23). Zu den größten Asteroiden gehören Ceres und Vesta.

Ceres ist der einzige Zwergplanet im inneren Sonnensystem. Mit einem Durchmesser von 940 km stellt Ceres das größte und massereichste Objekt des Asteroidengürtels dar. Vesta weist mit 520 km einen mittleren Durchmesser auf und ist nach Pallas der zweitgrößte Asteroid im Hauptgürtel. Mit circa 2,6·10²⁰ Kilogramm ist Vesta aber der schwerste Asteroid. An Masse wird er nur von Ceres übertroffen.

Ceres und Vesta nebeneinander

Ceres und Vesta.

Foto: ESO/Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS)

Zu den kleinsten untersuchten Asteroiden zählen Urania und Ausonia – jeweils nur etwa 90 Kilometer groß. Urania wurde am 22. Juli 1854 von John R. Hind am George-Bishop-Observatorium entdeckt. Am 10. Februar 1861 entdeckte der italienische Astronom Annibale De Gasparis am Osservatorio Astronomico di Capodimonte Ausonia.

Asteroiden lassen sich in zwei Familien unterteilen

Die Astronomen rekonstruierten die Formen der Objekte und stellten fest, dass sich die Asteroiden in zwei Familien unterteilen lassen. Hygiea und Ceres sind beispielsweise fast perfekt kugelförmig. Andere weisen eigenartige, längliche Formen auf. Absoluter Vorreiter dieser Gruppe ist der „Hundeknochen“-Asteroid Kleopatra. Im September 2021 hat die ESO die bislang besten Bilder von Kleopatra geschossen.

„Kleopatra ist wirklich ein einzigartiger Körper in unserem Sonnensystem “, sagt Franck Marchis, Astronom am SETI-Institut in Mountain View, USA.

Asteroid Kleopatra aus verschiedenen Blickwinkeln

Asteroid Kleopatra aus verschiedenen Blickwinkeln.

Foto: ESO/Vernazza, Marchis et al./MISTRAL-Algorithmus (ONERA/CNRS)

Große Unterschiede in der Dichte

Durch die Kombination der Formen der Asteroiden mit Informationen über ihre Massen fand das Team heraus, dass sich die Dichten innerhalb der Probe erheblich unterscheiden. Die vier am wenigsten dichten Asteroiden, darunter Lamberta und Sylvia, haben eine Dichte von etwa 1,3 Gramm pro Kubikzentimeter, was in etwa der Dichte von Kohle entspricht. Psyche und Kalliope, die dichtesten Asteroiden, weisen Dichten von 3,9 bzw. 4,4 Gramm pro Kubikzentimeter auf. Das entspricht mehr als die Dichte von Diamant (3,5 Gramm pro Kubikzentimeter). Woher kommen diese großen Unterschiede in der Dichte?

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Die Untersuchungen weisen darauf hin, dass die Zusammensetzung der Asteroiden stark variiert. Das wiederum liefert wichtige Hinweise auf die Herkunft der Objekte.

„Unsere Beobachtungen deuten darauf hin, dass diese Körper seit ihrer Entstehung beträchtlich gewandert sind. Kurz gesagt, diese enorme Vielfalt in ihrer Zusammensetzung können wir nur verstehen, wenn die Körper in verschiedenen Regionen des Sonnensystems entstanden sind“, erklärt Josef Hanuš von der Karlsuniversität in Prag.

Durch die neuen Erkenntnisse wird die Theorie gestützt, dass sich Asteroiden mit der geringsten Dichte in den abgelegenen Regionen jenseits der Neptunbahn gebildet haben. Zu ihrem heutigen Standort sind sie migriert.

Weitere Detailaufnahmen erhoffen sich die Astronomen mit dem kommenden Extremely Large Telescope (ELT) der ESO, das derzeit in Chile gebaut wird.

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Ein Beitrag von:

  • Sarah Janczura

    Sarah Janczura

    Sarah Janczura ist Content Manager und verantwortliche Redakteurin für ingenieur.de. Nach einem Volontariat mit dem Schwerpunkt Social Media war sie als Online-Redakteurin in einer Digitalagentur unterwegs. Sie schreibt über Technik, Forschung und Karrierethemen.

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