• vom 09.09.2005, 14:30 Uhr

Kompendium

Update: 09.09.2005, 14:40 Uhr

Astronomie

Kollidierende Kleinplaneten




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Von Christian Pinter

  • Japan greift sich mit der Weltraummission "Hayabusa" ein Stück des Asteroiden Itokawa

Meteoritische "Brekzie" aus kantigen Fragmenten. Foto: Pinter

Meteoritische "Brekzie" aus kantigen Fragmenten. Foto: Pinter Meteoritische "Brekzie" aus kantigen Fragmenten. Foto: Pinter

Am 9. Mai 2003 hob ein seltsamer Raubvogel von Kagoshima ab. "Hayabusa" (jap., Wanderfalke) fliegt im Auftrag der japanischen Weltraumagentur JAXA, die dabei von der NASA unterstützt wird. Mittlerweile trennen den 500 Kilogramm schweren High-Tech-Vogel nur noch wenige Kilometer von seinem Ziel. Es ist dies ein unregelmäßig geformter, kaum 500 mal 200 Meter kleiner Felsbrocken. Benannt nach dem japanischen Raketenpionier Hideo Itokawa, pendelt der Himmelskörper alle eineinhalb Jahre zwischen den Bahnen von Mars und Erde hin und her. Der "Wanderfalke" soll ein Stück aus seinem steinernen Antlitz reißen und es zur Erde bringen.


Hayabusa ist die bisher anspruchsvollste Weltraummission Japans. Alle anderen Reisen zu Kleinplaneten, auch "Asteroiden" genannt, wurden von der NASA veranstaltet. Die US-Raumschiffe Galileo, NEAR, Deep Space One sowie Stardust eilten zwischen 1991 und 2002 an den Asteroiden Gaspra, Ida, Mathilde, Braille und Annefrank vorbei. 2001 setzte NEAR sogar auf der Oberfläche des Eros auf.

Familien in Umlaufbahnen

Im Sonnensystem sind Familien bloß Zerfallsprodukte. Vor zwei bis drei Milliarden Jahren krachten zwei Himmelskörper, vielleicht 50 und 100 Kilometer groß, im Kleinplanetengürtel zwischen Mars und Jupiter zusammen. Seither ziehen die Kollisionstrümmer auf sehr ähnlichem Kurs dahin. Zu ihnen zählt der 40 Kilometer kleine Asteroid Koronis. Eines der Fragmente wurde vor sechs Millionen Jahren mit rund 20.000 km/h neuerlich getroffen. Von dieser Karambolage blieben abermals etliche Bruchstücke übrig - darunter "Karin", 19 Kilometer im Durchmesser.

Der "Karin-Haufen" bildet seitdem eine Untergruppe der älteren "Koronis-Familie".

Die Existenz solcher Verbände fiel 1918 dem Japaner Kiyotsugu Hirayama am Observatorium in Tokio auf. Damals kannte man 900 Asteroiden. Heute sind es Zigtausend. Mehr als 90 Prozent könnten "Bahnfamilien" angehören. Die meisten Kleinplaneten wären somit Trümmer kosmischer Kollisionen. Auch Itokawa zählt dazu.

Im Asteroidengürtel gibt es riskante Bereiche, in denen Nachbar Jupiter Regie führt. Geraten Kollisionsreste in solche Zonen, stört er deren Orbits: Die Ellipsen werden immer exzentrischer, kreuzen mitunter sogar die Mars- und die Erdbahn. Die kleinsten Splitter einer Karambolage können bereits 10 bis 50 Millionen Jahren später bei uns eintreffen.

Beim rasanten Eintritt in die Lufthülle verdampft freilich ein Gutteil ihrer Masse. Der Rest kommt im freien Fall auf uns herab. Die Sammlung des Naturhistorischen Museums in Wien beherbergt allein 5.000 solcher Meteorite. Viele erzählen von einer traumatischen Vergangenheit.

Asteroiden sind Reste jener Urmaterie, die vor 4,6 Milliarden Jahren Planeten wie unsere Erde formte. Im Kleinplanetengürtel schießen sie mit etwa 70.000 km/h dahin. Touchieren zwei einander, sind die Folgen verheerend. Himmelskörper von vielen Milliarden Tonnen Masse, so zeigen Computersimulationen, können in Tausende von Fragmenten zerlegt werden. Oft werden diese Bruchstücke ein paar Dutzend Jahrmillionen später nochmals Unfallopfer. Die Glücklicheren werden bloß von "Zwergasteroiden" von nur einem Meter Durchmesser getroffen - und fliegen mit zernarbtem Antlitz weiter.

Schaut man in einen Meteorit, wird die brutale Kraft der kosmischen Zusammenstöße offenbar. Etliche Exemplare sind aus kantig begrenzten Fragmenten aufgebaut. In Analogie zu ähnlich aussehendem irdischen Gestein spricht man von meteoritischen "Brekzien". In manchen Handstücken passen Bruchstücke gleicher Farbe zusammen wie Teile eines Puzzles. Dann zerteilte der Einschlag zwar das Asteroidengestein, die Wucht reichte jedoch nicht, die Trümmer auseinander zu rücken.

Die Bestandteile anderer Brekzien faszinieren durch unterschiedliche Tönungen. Meist sind es Braun-Nuancen. Paul Partsch, 1851 Vorstand des kaiserlich-königlichen Mineralienkabinetts in Wien, nannte solche Meteorite "marmoriert". Manchmal stammt ihr Material wohl aus unterschiedlichen Tiefen des getroffenen Kleinplaneten. In diesem Fall sind aber Fragmente beider Unfallkontrahenten im selben Handstück vereint.

Unterschiedliche Chemie

Differiert die Chemie der Bruchstücke stark, müssen die Wiegen der Kollisionspartner in unterschiedlicher Sonnenentfernung gestanden sein. Mitunter lagen wohl Distanzen von 150 Millionen Kilometer oder mehr dazwischen. So bevorzugen die sogenannten "S-Asteroiden" die innere, wärmere Region des Kleinplanetengürtels. Die dunklen "C-Asteroiden" dominieren hingegen dessen kühle Außenzone. In einigen Brekzien drängt sich Materie von Vertretern beider Asteroidengruppen aneinander.

Bei Zusammenstößen laufen heftige Schockwellen durch die Asteroiden. Schockbedingte Veränderungen in Meteoriten weisen einstige Druckstärken von über 50 Gigapascal nach - das entspricht dem 500.000-fachen Druck der Erdatmosphäre. Das Gestein wurde dabei stark erhitzt. Silikatkörner schmolzen. Das heiße Material schoss in die Frakturen. Dort kühlte es rasch aus und fungierte als "Zement" zwischen den Trümmerstücken. Etliche Brekzien sind deshalb von einem System dunkler Linien durchzogen. Diese schockinduzierten Schmelzadern können haarfein sein oder fingerdick. Carl von Schreibers war einer der ersten, der solche Strukturen erwähnte. Kaiser Franz II. ernannte ihn 1806 zum Direktor der Wiener Naturalienkabinette. Als Aristides Brezina die Meteoritensammlung 1895 katalogisierte, war praktisch jeder fünfte Steinmeteorit brekziiert; jeder dritte besaß Adern. Bei genauer Analyse zeigen aber die meisten von ihnen geringe Anzeichen von Schock.

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Dokument erstellt am 2005-09-09 14:30:10
Letzte Änderung am 2005-09-09 14:40:00



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