Asteroidenstaub Gesteinskörnchen verraten Meteoriten-Ursprung

Sie sind höchstens ein Fünftelmillimeter groß - und liefern gewaltige Mengen an Daten: Forschern ist es erstmals gelungen, Körner von Asteroidengestein zu analysieren, die eine Sonde vergangenes Jahr zur Erde gebracht hatte. Die Proben verraten, wo die meisten Meteoriten herkommen.

"Hayabusa" nach der Ladung (2010): "Meilenstein für die Astronomie"
DPA / JAXA / ISIS

"Hayabusa" nach der Ladung (2010): "Meilenstein für die Astronomie"


Washington - Asteroiden gelten als Urmaterie unseres Sonnensystems, die bei der Entstehung der Planeten und Monde übrigblieb. Nun haben Forscher zum ersten Mal Gesteinsproben untersucht, die direkt von der Oberfläche eines Asteroiden stammen. Die Analyse der rund 1.500 winzigen Partikel klärt unter anderem die seit langem offene Frage, woher die meisten der auf der Erde gefundenen Meteoriten eigentlich stammen.

Vor fünf Jahren hatte die japanische Raumsonde "Hayabusa" eine Probe auf dem Asteroiden Itokawa gesammelt, der 300 Millionen Kilometer von der Erdumlaufbahn entfernt ist. Im Juni 2010 schickte die Sonde die Materialproben zur Erde zurück. Nach der Landung stand allerdings lange Zeit nicht fest, ob tatsächlich Material des Asteroiden eingesammelt worden war. Erst nach monatelangen Analysen konnten japanische Experten stolz vermelden, dass das die Mission tatsächlich ein Erfolg war.

Mehrere Forscherteams haben nun die Materialproben analysiert und berichten darüber in insgesamt sechs Artikeln im Fachmagazin "Science". Die Sammlung des Staubs von der Oberfläche des Asteroiden Itokawa sei ein wichtiger Meilenstein für die Astronomie, sagt Michael Zolensky vom Johnson Space Center der US-Raumfahrtbehörde Nasa in Houston, einer der Autoren. Die Partikel könnten nun die Herkunft zahlreicher Meteoriten klären helfen. Sie gäben aber auch Aufschluss über Prozesse im frühen Sonnensystem.

Die am häufigsten auf der Erde gefundenen Meteoriten sind sogenannte gewöhnliche Chondriten. Sie bestehen aus einem charakteristischen Mineralgemisch - und ähneln einem häufig vorkommenden Typ von Gesteinsasteroiden im Sonnensystem. Schon länger vermuteten Forscher daher, dass die Meteoriten Bruchstücke dieser sogenannten S-Typ-Asteroiden sein könnten. Das Problem: Bei Spektralanalysen zeigen sich leichte Unterschiede in der Zusammensetzung von Asteroiden und Meteoriten.

Erst die direkte Analyse der Asteroidenproben konnte beweisen, dass es den scheinbaren Unterschied in Wahrheit gar nicht gibt. Offensichtlich seien die Asteroiden durch den Sonnenwind und andere kosmische Einflüsse nach und nach so stark verwittert, dass sich ihre Spektralfarben verändert hätten und ihre wahre Natur so verschleierten, folgern die Forscher.

"Unsere Ergebnisse demonstrieren, dass gewöhnliche Chondriten tatsächlich von S-Typ-Asteroiden stammen", berichten Tomoki Nakamura von der Tohoku Universität im japanischen Sendai und seine Kollegen. Dies belege, dass auch diese Asteroiden zu den ursprünglichsten Objekten im Sonnensystem gehören.

Gestein auf 800 Grad erhitzt und durchgeschüttelt

Die Gesteinsproben verraten außerdem, dass Itokawa einst Teil eines größeren Himmelskörpers gewesen sein muss. Die chemische Analyse habe Hinweise auf eine Erhitzung des Gesteins bis auf 800 Grad Celsius und starke Erschütterungen ergeben, berichten die Forscher. Das deute auf eine Kollision hin, bei der das ursprüngliche Objekt zerbrochen sei.

Weitere Analysen zeigten, dass vor allem die Einschläge von Mikrometeoriten die Asteroidenoberfläche im Laufe der Zeit veränderten. Damit sei ihre Erosion anders verlaufen als die der vornehmlich vom Sonnenwind geprägten Mondoberfläche, schreiben die Wissenschaftler.

"Das bemerkenswerte an dieser Analyse von Itokawa ist die gewaltige Menge an Daten, die wir aus einer so winzigen Probe erhalten", sagt Zolensky. Für die Analyse von Mondgestein habe man noch kiloweise Material benötigt. Dank moderner Untersuchungstechniken gewinne man heute all die Information aus winzigen, nur wenige Nanogramm wiegenden Körnchen.

Die von der japanischen Raumfahrtagentur Jaxa entwickelte Raumsonde "Hayabusa" war im Mai 2003 gestartet und gut zwei Jahre später, im November 2005, auf der Oberfläche des Asteroiden Itokawa gelandet. Zur Probengewinnung feuerte die Sonde - mit einigen Problemen - ein Geschoss auf die Oberfläche des Himmelskörpers. Anschließend versuchte sie, das aufgewirbelte Material mit einem trichterförmigen Probenbehälter aufzunehmen. Die so gesammelten Gesteinskörnchen sind zwischen 10 und 180 Mikrometer groß. Im Juni 2010 landete die Wiedereintrittskapsel samt Asteroidenproben in Südaustralien.

chs/dapd/dpa

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