Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Spurensicherung nach Asteroidencrash

14.10.2010
Forscher nutzen einzigartige Perspektive der Rosetta-Sonde, um kosmische Kollision exakt zu datieren

Zwei Asteroiden sind in der ersten Februarhälfte 2009 jenseits der Umlaufbahn des Mars aufeinander geprallt. Zu diesem Schluss kommen Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung. Die Forscher werteten Daten des Kamerasystems an Bord der europäischen Raumsonde Rosetta aus. Deren einzigartiger Blickwinkel sowie aufwendige Computersimulationen ermöglichten es, den Aufprall exakt zu rekonstruieren. Eine Kollision zweier Asteroiden, die sich vor so kurzer Zeit ereignet hat, war bisher unbekannt. (Nature, 14. Oktober 2010)


Ein Blick auf den Asteroiden P/2010 A2 mit dem Kamerasystem OSIRIS der europäischen Raumsonde Rosetta. Das Foto wurde im März 2010 aufgenommen.
Bild: ESA 2010 MPS for OSIRIS-Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA

Einige Millionen große und kleine Gesteinsbrocken bevölkern den Asteroidengürtel, die Region zwischen den Umlaufbahnen der Planeten Mars und Jupiter. Auf ihrem Weg um die Sonne kommt es immer wieder vor, dass solche Asteroiden (auch Planetoiden oder Kleinplaneten genannt) zusammenstoßen. Wegen der riesigen Ausmaße des Asteroidengürtels bleiben die meisten dieser Ereignisse unentdeckt. Größere Kollisionen, die sich vor Tausenden oder Millionen von Jahren ereigneten, verraten sich anhand diffuser Staubbänder im All. Ein anderer Hinweis sind Familien von Asteroiden mit ähnlichen Umlaufbahnen. Der Großteil des heutigen Wissens über derartige Zusammenstöße stammt aus "fossilen" Überbleibseln, denen die Astronomen in einer Art Weltraum-Paläontologie nachspüren.

Im Januar 2010 waren Wissenschaftler des amerikanischen Forschungsprojekts LINEAR (LIncoln Near-Earth Asteroid Research), die den Weltraum routinemäßig nach erdnahen Asteroiden absuchen, auf den bereits getroffenen Asteroiden P/2010 A2 gestoßen. Wegen seines Aussehens hielten viele Forscher den Himmelskörper zunächst für einen Kometen - und folgten bei der Benennung daher der gängigen Nomenklatur für diese Himmelskörper. Erst genauere Beobachtungen in den folgenden Monaten deckten sein wahres Wesen auf - und lieferten eine Überraschung.

"Das Objekt P/2010 A2 und ein nur wenige Meter großer Miniplanetoid sind sozusagen erst gestern ineinander gerast", sagt Colin Snodgrass vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau. Der Schweif aus Trümmerstücken lässt sich mithilfe großer Teleskope noch direkt beobachten. "Das ist so, als würde man statt Fossilien einen vollständigen Dinosaurier finden", fügt Snodgrass hinzu.

Entscheidend für die Datierung sind vor allem die Form des Trümmerschweifs und dessen zeitliche Entwicklung. "Um beides genau beurteilen zu können, kommt es in erster Linie auf die Beobachtungsperspektive an", erklärt Snodgrass. Da die Umlaufbahnen unseres Planeten und des Asteroiden nahezu in einer Ebene liegen, bilden alle Aufnahmen von der Erde aus lediglich eine Projektion des Schweifs ab. Dessen wirkliche Länge und Form lässt sich so nur schlecht erkennen.

Diese Einschränkung betrifft auch das hochpräzise Weltraumteleskop Hubble, das in 575 Kilometern Höhe um die Erde kreist - an kosmischen Entfernungen gemessen also in unmittelbarer Nähe. Allein der Raumsonde Rosetta, die sich zum Beobachtungszeitpunkt im März 2010 weit jenseits der Umlaufbahn des Mars befand, bot sich ein völlig anderer Blick: Denn die Umlaufbahnen des Asteroiden und der Sonde sind gegeneinander verkippt.

Die Situation ist vergleichbar mit dem frontalen Betrachten einer heranrasenden Lokomotive. Die lange Reihe der angehängten Waggons ist aus dieser Perspektive nur schlecht einzuschätzen. Erst wenn man seinen Standort etwa nach oben verlegt, wird die gesamte Länge des Zuges sichtbar.

"Anhand der Aufnahmen der Raumsonde konnten wir die dreidimensionale Gestalt des Schweifs erkennen", erklärt Snodgrass. Die Form sei für einen Kometen, der kontinuierlich Material emittiert, untypisch und deute auf den Trümmerschweif nach einem Asteroidenaufprall hin. Zusammen mit weiteren erdgebundenen Aufnahmen boten die Bilder von Rosetta Max-Planck-Wissenschaftlern die Möglichkeit genau zu rekonstruieren, wie sich der Schweif entwickelt hatte.

So fütterten sie ihr Computerprogramm zunächst mit einer Anfangsvermutung über die Größe der Trümmerstücke, die derzeit sichtbar sind. In einem nächsten Schritt berechneten die Forscher, wie sich die Verteilung dieser Stücke zeitlich entwickeln müsste. "Durch Vergleich mit der tatsächlichen Entwicklung lässt sich die Annahme der Teilchengröße immer weiter verfeinern - bis der genaue Zeitverlauf rekonstruiert ist", sagt Jean-Baptiste Vincent vom Max-Planck-Institut, der die Simulationen durchführte.

Mit ihrer Methode konnten die Wissenschaftler den Zeitpunkt des Aufpralls auf zehn Tage um den 10. Februar 2009 eingrenzen. Für die Trümmerstücke ermittelten sie zudem eine Größe von mindestens einem Millimeter. Die Berechnungen liefern einzigartige Erkenntnisse über die frühe Phase nach einer Asteroidenkollision.

Zudem ist das Ergebnis der Forscher eine bedeutende technische Leistung der Rosetta-Sonde. Der Trümmerschweif lässt sich nur schwer erkennen, auf der Erde mussten die größten Teleskope mit einer Öffnung von bis zu zehn Metern sowie das Weltraumteleskop Hubble eingesetzt werden. Im Vergleich ist das Kamerasystem OSIRIS an Bord von Rosetta etwa 7000-mal weniger leistungsstark. "Die OSIRIS Kamera entspricht eher dem Teleobjektiv eines Fotoapparats denn einem Teleskop", sagt Cecilia Tubiana, die die Bilder verarbeitet und ausgewertet hat.

"OSIRIS wurde entworfen, um aus der Nähe Aufnahmen von Kometen zu machen", ergänzt Holger Sierks, Leiter des OSIRIS-Teams. Stattdessen trennten die Raumsonde Millionen von Kilometern vom Asteroiden P/2010 A2, sodass die Trümmerstücke nur als sehr, sehr schwacher Schweif gegen den Sternenhintergrund zu erkennen waren. Insgesamt mussten die Forscher vier Stunden lang Bilder aufnehmen und diese sorgfältig kombinieren.

Die ESA-Raumsonde Rosetta ist seit 2004 unterwegs zum Kometen Churyumov-Gerasimenko, den sie 2014 erreichen wird. Das wissenschaftliche Kamerasystem OSIRIS wurde am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung entwickelt und gebaut. Im Juli waren dem Kamerasystem beim Vorbeiflug am Asteroiden Lutetia einzigartige Aufnahmen gelungen.

Originalveröffentlichung:
Colin Snodgrass et al.
A collision in 2009 as the origin of the debris trail of asteroid P/2010 A2
Nature, 14. Oktober 2010
Weitere Informationen erhalten Sie von:
Dr. Birgit Krummheuer, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau
Tel.: +49 5556 979 462, mobil: +49 173 3958625
E-Mail: Krummheuer@mps.mpg.de
Dr. Colin Snodgrass
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau
Tel.: +49 5556 979 358
E-Mail: Snodgrass@mps.mpg.de
Dr. Holger Sierks
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau
Tel.: +49 5556 979 424
E-Mail: Sierks@mps.mpg.de

Barbara Abrell | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit
26.06.2017 | Universität Bremen

nachricht NAWI Graz-Forschende vermessen Lichtfelder erstmals in 3D
26.06.2017 | Technische Universität Graz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Future Security Conference 2017 in Nürnberg - Call for Papers bis 31. Juli

26.06.2017 | Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Digital Mobility“– 48 Mio. Euro für die Entwicklung des digitalen Fahrzeuges

26.06.2017 | Förderungen Preise

Fahrerlose Transportfahrzeuge reagieren bald automatisch auf Störungen

26.06.2017 | Verkehr Logistik

Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit

26.06.2017 | Physik Astronomie