Asteroid Lutetia: Gesteinsbrocken mit Planeten-Ambitionen

Washington/Katlenburg-Lindau - Der Asteroid Lutetia im Trümmergürtel zwischen Mars und Jupiter hat möglicherweise einen flüssigen Kern. Das schließen Astronomen aus den Beobachtungsdaten der europäischen Raumsonde "Rosetta". Diese war 2010 an Lutetia vorbeigerauscht, um den Asteroiden genauer unter die Lupe zu nehmen. Nach zwei Stunden hatte die Raumsonde eine ganze Datenflut im Kasten. Jetzt zeigt die Auswertung: Der unscheinbare Brocken hat eine ungewöhnlich hohe Dichte.

Möglicherweise, so lautet das Fazit mehrerer Forscherteams im Wissenschaftsmagazin "Science", hätte aus Lutetia ein Planet werden können - dessen Entwicklung allerdings jäh unterbrochen wurde.

Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren drehte sich noch eine Scheibe aus Gas und Staub um die gerade entstandene Sonne. Nach und nach ballte sich diese Materie zu unregelmäßig geformten Klumpen zusammen, so genannten Planetesimalen. Einige von ihnen verschmolzen zu noch größeren Brocken, den Protoplaneten. Die meisten Planetesimale und Protoplaneten, die sich nicht zu echten Planeten weiterentwickelten, zerbrachen wieder als Folge heftiger Zusammenstöße.

Dennoch hält Holger Sierks vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Erst-Autor einer der neuen Studien, Lutetia für einen Glücksfall für die Forschung: "Denn es gibt nur wenige Himmelskörper, die aus einer solch frühen Entwicklungsphase erhalten geblieben sind. Sie erlauben uns, einen Blick zurück in die Vergangenheit zu werfen."

Wie die Auswertung der Daten ergab, ist Lutetia ein wahres Urgestein: Einige Bereiche der Oberfläche datierten die Forscher auf ein Alter von etwa 3,6 Milliarden Jahren. Sie gehören damit zu den ältesten Oberflächen unseres Sonnensystems. Zudem konnte das Team um Sierks anhand der Raumsondenbilder die Ausmaße des Asteroiden bestimmen: Lutetia ist demnach 121 Kilometer lang, 101 Kilometer hoch und 75 Kilometer breit.

Aus der Wirkung seiner Schwerkraft auf "Rosetta" ließ sich die Masse des Asteroiden berechnen. Ergebnis: Lutetia ist für seine Größe mit 1,7 Milliarden Megatonnen ungewöhnlich schwer. Seine Dichte von 3,4 Tonnen pro Kubikmeter ist größer als die der meisten Meteoriten, die auf der Erde bisher gefunden wurden, schreibt eine andere Gruppe um Martin Pätzold von der Universität Köln.

Oberfläche ist von Kratern übersät

Asteroiden gelten gewöhnlich als lockere Ansammlung von Gestein, das sich im Laufe der Jahrmilliarden zusammengeballt hat, durch Kollision wieder auseinandergerissen wurde und sich neu arrangiert hat. Die meisten Asteroiden sind sehr porös und haben daher eine vergleichsweise geringe Dichte.

Lutetias ungewöhnlich hohe Dichte lässt sich nur schlüssig erklären, wenn der Asteroid nicht die übliche poröse Zusammensetzung hat. Die Aufnahmen von "Rosetta" zeigen jedoch eine zerklüftete und von Kratern übersäte Oberfläche. Forscher um Benjamin Weiss vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) halten es daher für möglich, dass Lutetia im Inneren einen geschmolzenen metallischen Kern besitzt, der für die hohe Dichte sorgt.

Auch die Verteilung der Krater auf Lutetias Oberfläche, die durch spätere Einschläge entstanden sind, spricht für einen kompakten Aufbau. Denn im Vergleich zu anderen Asteroiden treten besonders kleinere Krater mit einem Durchmesser von weniger als zehn Kilometern erstaunlich selten auf. Die Situation ist vergleichbar mit einer Stahlkugel, die mit großer Wucht entweder auf Beton oder in eine Sandkiste geworfen wird. Da der lose Sand einen großen Teil der Aufprallenergie absorbieren kann, entsteht im Sand nur eine kleine Mulde. Im deutlich kompakteren Beton hingegen erzeugt derselbe Wurf einen großen Einschlag.

"Ob Lutetia auch erste Ansätze einer inneren Schichtstruktur besitzt, lässt sich zu diesem Zeitpunkt noch nicht mit Sicherheit sagen", so Sierks. Es spreche zwar einiges dafür. Doch erst weitere Analysen der gewonnenen Daten können hier Gewissheit bringen.

"Insgesamt hat uns Lutetia völlig überrascht", so Sierks. "Anstelle eines einheitlichen, vergleichsweise unauffälligen Asteroiden haben wir eine eigene kleine Welt vorgefunden - mit einer komplexen Geografie". So entdeckten die Forscher nicht nur riesige Krater mit Durchmessern von mehr als 55 Kilometern, sondern auch Anzeichen für Erdrutsche, tiefe Rillen und Bergketten. Insgesamt konnten die Wissenschaftler sieben Regionen identifizieren, die sich durch ihre morphologischen Merkmale deutlich unterscheiden.