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ASTEROIDEN
Blick ins Innere von Itokawa
von Stefan Deiters
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5. Februar 2014

Mithilfe des New Technology Telescope (NTT) der europäischen Südsternwarte ESO haben Astronomen Indizien dafür gefunden, dass das Innere eines Asteroiden alles andere als homogen sein muss. Ein Team beobachtete über viele Jahre den Asteroiden (25143) Itokawa und stellte dabei fest, dass der Brocken in einem Teil eine deutlich höhere Dichte aufweist als im restlichen Bereich.

Itokawa

Schema des Asteroiden (25143) Itokawa, in das die entdeckten Dichten eingetragen sind. Bild: ESO / JAXA [Großansicht]

Der Asteroid (25143) Itokawa gehört mit zu den vergleichsweise gut untersuchten Asteroiden. Der an seiner längsten Stelle rund 535 Meter durchmessende Brocken wurde nämlich von der japanischen Raumsonde Hayabusa besucht, die sogar eine Gesteinsprobe des Asteroiden zur Erde brachte (astronews.com berichtete). Durch die Aufnahmen der Sonde weiß man auch, was für ein eigentümliches Aussehen Itokawa hat: Er ähnelt ein wenig einer Erdnuss.

Doch nicht nur mithilfe von Sonden lassen sich neue Informationen über Asteroiden gewinnen: Jetzt haben Astronomen die Ergebnisse detaillierter Beobachtungen von Itokawa mit dem New Technology Telescope (NTT) der europäischen Südsternwarte ESO vorgestellt, die zwischen 2001 und 2013 gemacht wurden. Diese Daten kombinierten sie mit theoretischen Arbeiten, die beschreiben, wie Asteroiden Wärme abstrahlen.

Mit dem NTT haben die Astronomen die winzigen Helligkeitsschwankungen ausgewertet, die durch die Rotation des Asteroiden entstehen. Damit ließ sich die Geschwindigkeit der Drehung von Itokawa um die eigene Achse sehr genau bestimmen und man konnte auch Änderungen dieser Rotation im Verlauf der Zeit messen. Da die Form des Asteroiden bekannt war, erlaubte dies auch Aussagen über den inneren Aufbau des Brockens - und dieser scheint komplexer zu sein, als bislang angenommen.

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"Es ist das erste Mal, dass es uns gelungen ist, etwas über das Innere eines Asteroiden zu erfahren", meint Stephen Lowry von der University of Kent. "Wir sehen deutlich, dass Itokawa eine sehr verschiedenartige Struktur aufweist - dies ist ein wichtiger Schritt, um die Gesteinsobjekte in unserem Sonnensystem besser zu verstehen."

Für ihre Untersuchung haben sich die Astronomen die Tatsache zunutze gemacht, dass die Eigenrotation von Asteroiden und anderen kleinen Objekten im Sonnensystem durch die Sonnenstrahlung beeinflusst werden kann. Dieses Phänomen ist als Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack-Effekt, kurz YORP-Effekt, bekannt. Es wird durch Sonnenlicht verursacht, das von einem Asteroiden absorbiert und in Form von Wärmestrahlung wieder ausgesandt wird.

Hat ein Asteroid dabei eine sehr unregelmäßige Oberfläche, geschieht diese Wärmeabstrahlung nicht in alle Richtungen gleichmäßig, wodurch die Eigendrehung des Objekts geringfügig, aber beständig verändert wird. Lowry konnte nun mit seinem Team messen, dass die Periode der Eigendrehung von Itokawa durch den YORP-Effekt offenbar ganz langsam zunimmt - um 0,045 Sekunden pro Jahr.

Dieser Wert war allerdings nicht das, was die Astronomen erwartet hatten und lässt sich nur erklären, wenn die beiden Teile des erdnussförmigen Asteroiden eine deutlich unterschiedliche Dichte aufweisen. Damit hat das Team erstmals ein Indiz dafür gefunden, dass Asteroiden in ihrem Inneren eine sehr verschiedenartige Struktur haben können. Bislang konnte man den inneren Aufbau eines Asteroiden lediglich aus der mittleren Dichte des gesamten Objektes ableiten.

Die ungewöhnliche Dichteverteilung des Asteroiden führt natürlich zu Spekulationen darüber, wie Itokawa entstanden ist. Eine Möglichkeit wäre, dass es sich ursprünglich um einen Doppelasteroiden gehandelt hat, dessen beiden Komponenten schließlich kollidiert und verschmolzen sind.

"Die Entdeckung, dass Asteroiden über kein homogenes Innere verfügen, hat weitreichende Folgen, insbesondere für die Modelle zur Entstehung von Doppelasteroiden", so Lowry. "Sie könnte auch für Arbeiten zur Reduktion der Gefahr von Asteroidenkollisionen mit der Erde oder zur Planung von Missionen zu diesen Objekten nützlich sein."

Über ihre Ergebnisse berichten die Astronomen in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erscheint.

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Links im WWW
Preprint des Fachartikels (pdf-Download von eso.org)
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