Die Raumsonde Rosetta der Europäischen Weltraumagentur ESA ist schon seit 2004 im Sonnensystem unterwegs. Und ihr Ziel ist noch immer weit entfernt. Erst 2014 wird sie den Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko erreichen und als erste Sonde einen Kometen aus der Nähe untersuchen können.
Damit ihr unterwegs nicht langweilig wird, untersucht Rosetta ein paar Asteroiden, die ihr entlang ihres Weges begegnen. Im Jahr 2008 war das der Asteroid Šteins und im Juli diesen Jahres steht eine Begegnung mit dem Asteroiden Lutetia auf dem Programm.
Ein paar Astronomen können es anscheinend nicht mehr erwarten, bis Rosetta endlich dort angekommen ist und haben sich schon mal Gedanken darüber gemacht, was die Raumsonde dort zu sehen bekommen wird: anscheinend einen sehr interessanten Asteroid mit einem gewaltigen Krater!
Direkt kann man die Asteroiden im sogenannten Hauptgürtel im Allgemeinen nicht beobachten.Dieser Asteroidengürtel befindet sich zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter und dort zieht auch Lutetia seine Bahn. Mit einer Größe von etwa 100 Kilometer ist Lutetia zwar recht groß (das Objekt war der 21. Asteroid, der überhaupt entdeckt wurde) – aber die große Halbachse der Bahn und damit auch der mittlere Abstand von der Sonne beträgt doch immer noch etwa 2,45 astronomische Einheiten – also das 2,45fache des Abstands zwischen Erde und Sonne.
Auf diese Entfernung ist Lutetia selbst in den besten Teleskopen nicht mehr als ein Lichtpunkt. Und auch aus dem All ist es schwer gute Bilder zu machen. So sah die Raumsonde Rosetta den Asteroiden im Jahr 2007:
Wenn man also etwas über die Details seiner Oberfläche und Zusammensetzung erfahren will (und nicht bis Juli warten möchte) dann muss man indirekt vorgegangen werden. Das haben Astronomen aus Frankreich und Italien getan und ihre Ergebnisse vor kurzem veröffentlicht.
Irinia Belskaya vom Obsrevatoire de Paris und ihre Kollegen haben das Licht des Asteroiden besonders gründlich untersucht und ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht. In “Puzzling asteroid 21 Lutetia:our knowledge prior to the Rosetta fly-by” haben sie versucht, aus verschiedenen Beobachtungsdaten Rückschlüsse auf die Oberfläche des Asteroiden zu ziehen.
Dazu haben sie zuerst einmal Photometrie betrieben: das heisst, man misst, wie hell der Asteroid am Himmel erscheint und wie sich diese Helligkeit im Laufe der Zeit ändert. Da Asteroiden sich ja auch um ihre Achse drehen beeinflusst das die Menge des Sonnenlichts, das reflektiert wird. Wäre Lutetia zum Beispiel eine perfekte Kugel mit absolut einheitlicher Oberfläche, dann würden wir immer die gleiche Helligkeit messen. Da dies aber nicht der Fall ist und der Asteroid weder eine Kugel ist noch eine einheitliche Oberfläche hat, wird sich die Helligkeit ändern und aus dieser Änderung lassen sich Rückschlüsse auf die Oberflächendetails ziehen.
So sieht die Veränderung von Lutetias Helligkeit aus:
Auf der y-Achse ist die Helligkeit des Asteroiden aufgetragen (nicht vergessen: kleinere Zahlen bedeuten größere Helligkeiten) und auf der x-Achse die Zeit bzw. die Rotationsphase. Man erkennt ganz deutlich, dass der Verlauf der Lichtkurve irregulär ist.
Aber nicht nur die Helligkeit selbst man untersucht; auch die Polarisation des Lichts. Das habe ich ja letzte Woche schonmal beschrieben – damals ging es darum, wie man anhand der Polarisation auf die Oberflächenbeschaffenheit des Mondes schließen kann. Und schließlich hat man von Lutetia auch noch Spektren aufgenommen – d.h. man hat das Licht in seine Bestandteile aufgespalten und nachgesehen, wie stark die Intensität in verschiedenen Wellenlängenbereichen ist.
Solche Spektren haben auch Davide Perna von der Universität in Rom und seine Kollegen aus Pisa und Padua aufgenommen. Ihre Ergebnisse findet man in einem kurzen Artikel mit dem Titel “Inhomogeneities on the surface of 21 Lutetia: the asteroid target of the Rosetta mission”. Die Ergebnisse sieht man im Bild rechts. Das zeigt verschiedene Spektren die zu verschiedenen Zeiten aufgenommen wurde. Sie schauen sich alle recht ähnlich – nur eines davon (Nummer 9) fällt aus der Reihe. Auch hier verändert sich das Spektrum je nachdem welchen Teil der Oberfläche von Lutetia man gerade beobachtet. Und auch diese Ergebnisse deuten auf Unreglmäßigkeiten hin.
Fasst man alle Ergebnisse aus allen Beobachtungen zusammen, dann kommt man zu den folgenden Vorhersagen:
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