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 Waschen für die Mikrowelt – Potsdamer Physiker entwickeln lichtempfindliche Seife
02.12.2016 | Universität Potsdam

nachricht Quantenreibung: Jenseits der Näherung des lokalen Gleichgewichts
01.12.2016 | Forschungsverbund Berlin e.V.

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie