Astronomie Berner löst Rätsel um «kosmische Diamanten»

Die erdnahen Asteroiden «Bennu» und «Ryugu» haben mit ihrer diamantähnlichen Form Forschern lange Rätsel aufgegeben. Martin Jutzi von der Universität Bern hat dank seinem Spezialgebiet 3D-Simulation nun einen Teil der entstandenen Fragen beantwortet.

Wie bei den meisten Himmelskörpern zeugen auch auf «Bennu» und «Ryugu» Krater davon, dass diese Asteroiden vor Jahrmillionen Jahren mit anderen kollidierten. Aufnahmen von der Raumsonde Hayabusa2 der Japan Aerospace Exploration Agency (Jaxa) und der Osiris-Rex-Mission der Nasa zeigen die Dellen.

Die beiden Asteroiden waren jedoch möglicherweise nicht nur von Kollisionen betroffen, sondern sogar durch solche entstanden. Das legt eine soeben in der Zeitschrift «Nature Communications» publizierte Studie dar, an der Martin Jutzi vom Physikalischen Institut und dem Nationalen Forschungsschwerpunkt Planets an der Universität Bern beteiligt ist.

Geschwister oder nicht?

Die jüngsten Untersuchungen haben nicht nur gezeigt, dass beide Asteroiden in ihrer Form Diamanten ähneln, sondern auch, dass es sich weniger um Einzelobjekte handelt, sondern eher um Aggregate von Felsen, die durch die Schwerkraft zusammengehalten werden.

Ausserdem scheinen beide Asteroiden vom Typ der kohlenstoffhaltigen Asteroiden zu sein. Diese Ähnlichkeiten veranlassten die Forschenden zu der Annahme, dass «Ryugu» und «Bennu» von grösseren Asteroiden abstammen, vielleicht sogar vom selben Objekt.

Dem widersprach allerdings ihr unterschiedlicher Wassergehalt, wie die Universität Bern am Mittwoch in einer Mitteilung festhält. An dieser Stelle trat Martin Jutzi auf den Plan. Dank 3D-Simulation hatte Jutzi in der Vergangenheit unter anderem nachgewiesen, dass der Komet Churyumov-Gerasimenko viel jünger ist als angenommen, und er konnte die Entstehung der Saturnmonde klären, die aussehen wie kosmische Ravioli und Spätzli.

Warum sind die Diamanten nicht gleich feucht?

Für die aktuelle Studie hat er Kollisionen eines potenziellen Mutter-Asteroiden mit anderen Objekten modelliert und berechnet, wie sich dies auf die Dichte der Fragmente auswirken könnt. Mit Hilfe seiner Berechnungen konnte das Team zeigen, dass sich die Kollisionsfragmente wieder zusammensetzen und die Diamantenform bilden können.

Jutzi und seine Kollegen wiesen ausserdem nach, dass die beiden Fragmente durch Kollisionen unterschiedlich erhitzt wurden, was zu verschieden starker Verdampfung führte und das unterschiedliche Hydratationsniveau erklärt.

Rückschlüsse auf Entstehung der Erde

Materialproben aus den beiden Asteroiden-Probenentnahme-Missionen werden es den Forschenden ermöglichen, ihre Ergebnisse zu verifizieren. Die Jaxa-Mission befindet sich derzeit auf dem Rückweg zur Erde. Wenn alles wie geplant verläuft, wird sie ihre Proben von «Ryugu» bis Ende des Jahres liefern. Die Nasa-Raumsonde wird in etwas mehr als drei Jahren mit Proben von «Bennu» zurückerwartet.

Die Forschenden hoffen, dass die Proben ihnen helfen werden, Ursprung, Entstehung und Entwicklung nicht nur von «Ryugu» und «Bennu» besser zu verstehen, wie Martin Jutzi sagt: ««Indem wir diese Objekte betrachten, können wir idealerweise auch unser Verständnis dafür verbessern, wie die planetarischen Bausteine entstanden sind, die schliesslich die Erde geformt haben.»

Fachartikellink: https://doi.org/10.1038/s41467-020-16433-z

SDA