Asteroiden sind äußerst interessante Himmelskörper. Aber sie sind auch ziemlich knifflig. Sie sind klein, weit entfernt und daher schwer zu sehen. Der erste – Ceres – wurde erst 1801 entdeckt. Und wenn wir auch heute schon ein paar hunderttausend der kosmischen Felsbrocken entdeckt, haben wir doch noch kaum welche von ihnen aus der Nähe gesehen. Details der Oberfläche kennt man nur von einer Hand voll Asteroiden (hier sind Bilder). Im Jahr 2011 kam ein weiterer Asteroid dazu: Vesta, mit einem Durchmesser von 516 Kilometer und zweitgrößtes Objekt im Asteroidengürtel wurde von der Raumsonde Dawn besucht. Jetzt wissen wir, wie Vesta aussieht und die Wissenschaftler haben viel aus diesen Bildern gelernt. Aber ins Innere der Asteroiden können wir auch mit den besten Teleskopen nicht blicken. Zum Glück gibt es Mikroskope! Die bekommen das hin.

Vesta, gesehen von Dawn (Bild: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA)

Natürlich hatte die Raumsonde Dawn kein Mikroskop an Bord. Es wurden auch keine Proben genommen. Aber netterweise hat uns Vesta selbst ein paar Proben auf die Erde geschickt. Unter den vielen Meteoriten, die im Laufe der Zeit auf der Erde gelandet sind, gibt es ein paar, die zur sogenannten HED-Gruppe gehören. Das steht für Howardite, Eukrite und Diogenite. Und diese Steine aus dem All stammen vom Asteroid Vesta! Das weiß man, aus spektroskopischen Untersuchen – mit denen kann man auch aus der Ferne herausfinden, woraus ein Himmelskörper besteht. Und die HED-Meteorite zeigen genau die gleiche Zusammensetzung wie Vesta. Man geht davon aus, dass vor langer Zeit – ungefähr 20 bis 30 Millionen Jahren – ein anderer Asteroid mit der Vesta kollidiert ist. Die dabei entstandenen Bruchstücke wurden zu neuen Asteroiden, die die Sonne umkreisen. Und einige davon fielen schließlich auf die Erden.

Meteorite dieser Art sind ein Glücksfall für die Wissenschaft. Klar, alle Meteorite stammen von Asteroiden. Aber bei den HED-Meteoriten weiß man genau, wo sie her kommen. Und deswegen kann man auch viel mehr von ihnen lernen, weil man die Befunde aus der Untersuchungen der Meteoriten direkt mit dem Objekt im All verbinden kann. Genau das haben Beverley Tkalcec von der Goethe-Universität in Frankfurt und ihre Kollegen gemacht (“Solid-state plastic deformation in the dynamic interior of a differentiated asteroid”). Sie haben ein Stück des Meteoriten “NWA 5480” untersucht. Der wurde 2008 in Mali entdeckt und als Diogenit identifiziert. Tkalcec und ihre Kollegen haben das Teil mit einem Elektronenmikroskop untersucht und dabei nicht nur probiert, woraus der Stein besteht, wie man das normalerweise immer macht. Sie wollten auch wissen, wie der Stein ursprünglich entstanden ist. Dazu haben sich die Forscher das Mineral Olivin angesehen, das sich im Gestein des Meteoriten findet. Normalerweise sollte die Kristallstruktur des Olivin einigermaßen regelmäßig sein. Bei NWA 5480 war das aber nicht der Fall. Das Kristallgitter war deformiert und das muss Gründe haben!

Kein Asteroid. Aber so ähnlich…

Tkalcec und ihre Kollegen haben auf der Erde nach Gestein mit ähnlicher Struktur gesucht. Und fanden sie im magmatischen Gestein aus dem Erdmantel. Dieses Gestein entsteht, wenn flüssige Magma erstarrt. Durch die Konvektionsströme und das Auf und Ab im Mantel der Erde kann das magmatische Gestein dann entsprechend deformiert werden. So etwas ähnliches muss auch bei Vesta passiert sein. Beverly Tkalcec verglich das Innere von Vesta mit einer Lava-Lampe. Gestein, das bereits weitesgehend verfestigt war, sank im noch teilweise geschmolzenen Inneren nach unten bzw. stieg wieder nach oben. Dabei wurde es verformt und die beobachteten Kristallstrukturen bildeten sich. Diese Prozesse wurden auch in einem Computermodell nachvollzogen (und wenn ich die pdf-Datei nicht dummerweise schon gelöscht hätte bzw. der Artikel in einem Open-Access-Journal veröffentlicht worden wäre und nicht bei Nature, das 30 Dollar verlangt, wenn ich mir den Artikel ansehen will, dann würde ich euch die Bilder der Simulation auch zeigen. So muss ich jetzt wieder auf die Bilder der Pressemitteilung zurückgreifen, auf denen man nicht viel sehen kann).

Vesta gehört zu den großen Asteroiden, groß genug, um kein reiner Felsbrocken zu sein. Vesta hat ein differenziertes Inneres und als bei der Entstehung des Sonnensystems die kleinen Asteroiden schon fest waren, war Vesta im Inneren noch weich und aufgeschmolzen. Die kleinen, festen Felsbrocken stießen mit den halbflüssigen großen Asteroiden zusammen und mischten alles ordentlich durch. Das frühe Leben der Asteroiden war anscheinend wesentlich lebendiger, als man bisher dachte…

Kommentare (4)

  1. #1 2002EL6
    28. Januar 2013

    Geil, vom NWA 5480 habe ich zwei Scheiben! Es ist immer wieder spannend, wenn Meteoriten, die man besitzt, auch etwas intensiver untersucht werden als nur die übliche Untersuchung zur Klassifikation. Hier mal ein Link zu einem Bild einer meiner Scheiben vom NWA 5480: http://www.encyclopedia-of-meteorites.com/test/47718_6848_1573.jpg

  2. #2 Silava
    28. Januar 2013

    Wie lange halten eigentlich Solarzellen unter Weltraumbedingungen durch? Es gibt doch zwei Firmen die gerne Rohstoffe von Asteroiden gewinnen möchten. Dafür bräuchten sie eine Menge Engergie, und die Energie könnten sie ja eigentlich nur über Solarzellen gewinnen. Wenn die Solarzellen-Degradation die Nutzungsdauer zu stark einschränkt, dann kann das mit dem Asteroiden-Mining kaum funktionieren, oder habe ich was übersehen?

  3. #3 Phero
    28. Januar 2013

    Naja, fast alle Satelliten werden mit Solarzellen angetrieben – passt also schon. Und im Zweifelsfall gibt es ja noch Energiegewinnung über nuklearen Zufall.

  4. #4 Hans
    28. Januar 2013

    solange Satelliten um die Erde kreisen, oder sich in den Lagrangepunkten von Erde und Sonne (oder Erde-Mond) aufhalten, ist das kein Problem mit den Solarzellen. Aber wenn man dann zum Mars kommt, wird es schon schwieriger und sobald es noch weiter ins äussere Sonnensystem geht, sind Solarzellen nicht mehr effektiv genug, weil die Sonneneinstrahlung zu schwach wird. Da braucht man dann in der Tat die Energiegewinnung durch den nuklearen Zerfall, also sogenannten RTGs. Damit hat man aber einen Haufen anderer Probleme, aber das würde hier zu weit führen.
    Die degeneration der Solarzellen dürfte heut zu Tage das kleinere Problem sein. Das grössere ist, das man weiter draussen eine grössere Fläche benötigt, wodurch die Ausleger mit den Solarzellen schwerer werden. Das könnte dann dazu führen, dass die Solarzellen zu schwer werden, weil es keine Rakete gibt, mit der sie in den Orbit geschickt werden könnten. Oder man müsste mehrmals starten. Aber ein Raketenstart kostet allein schon so um die 140 Mio. Dollar.
    Also meine These ist, das es noch mindesten 10 Jahre dauern wird, bis man Asteroiden aus der Nähe überhaupt erst mal dahin gehend untersuchen kann, ob sie aus den gewünschten Materialien bestehen. Um auf den Asteroiden dann Bergbau betreiben zu können, muss man auf ihnen landen können, was noch mal wieder eine eigene Kategorie an Herausforderungen ist. Denn sowas hier, wird es in den nächsten 100 Jahren garantiert nicht geben… 😉