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RYUGU
Zusammensetzung ähnelt Photosphäre der Sonne
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Bayreuth
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14. Juni 2022

Die Raumsonde Hayabusa2 brachte Ende 2020 einige Gramm des Asteroiden Ryugu zur Erde, die man seitdem intensiv untersucht hat. Nun wurden einige spannende Ergebnisse vorgestellt: So dürfte der Asteroid aus den äußeren Regionen des Sonnensystems stammen. Seine chemische Zusammensetzung ähnelt zudem der der Photosphäre der Sonne.

Ryugu

Aufnahme des Asteroiden (162173) Ryugu der Raumsonde Hayabusa2. Bild: JAXA, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Aizu and AIST.University of Aizu, Kobe University, Auburn University, JAXA [Großansicht]

Die Raumsonde Hayabusa2 der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA hatte 2019 Proben von dem rund 900 Meter durchmessenden Asteroiden (162173) Ryugu gesammelt und in einer Kapsel zur Erde zurückgeschickt. Diese Proben werden inzwischen von Forschungsteams auf der ganzen Welt untersucht. Man verspricht sich von ihrer Analyse neue Erkenntnisse über die Entstehung des Sonnensystems und die chemische Zusammensetzung der terrestrischen Planeten. Jetzt wurden erste Ergebnisse vorgestellt.

Unter Bouviers Leitung wird die Erforschung von Weltraumgestein am BGI weiter intensiviert. Neben Asteroiden werden hier in den kommenden Jahren auch Gesteinsproben von Mars und Mond untersucht. Prof. Dr. Audrey Bouvier ist Mitglied des internationalen Forschungsteams, das an den ersten, in Japan durchgeführten chemischen Analysen der Ryugu-Gesteinsproben beteiligt war.

Im Gegensatz zu den zahlreichen Meteoriten, die auf der Erdoberfläche eingeschlagen sind, haben die vom Asteroiden entnommenen Proben einen entscheidenden Vorteil: Sie sind garantiert nicht durch den Eintritt in die Erdatmosphäre oder den Aufenthalt auf der Erde chemisch verändert worden. Sie sind so entstanden, wie sie sind: im Weltraum. Die von Hayabusa2 zur Erde gesandten Gesteinsproben hatten ein Gesamtgewicht von etwas mehr als 5,4 Gramm.

"Als die Probenbehälter schließlich in Japan geöffnet wurden, war die Überraschung groß, denn es handelte sich um weitaus mehr Material, als wir ursprünglich erwartet hatten", erinnert sich Prof. Dr. Audrey Bouvier, Kosmochemikerin am Bayerischen Geoinstitut der Universität Bayreuth, die Mitglied des internationalen Forschungsteams ist. "Die Proben in den Behältern sahen aus wie dunkle Kieselsteine. Die meisten waren nur wenige Millimeter groß, einige wenige waren größer – bis zu einem Zentimeter, was nahe an der maximalen Größe liegt, die man bei der Probeentnahme an der Asteroid-Oberfläche erhalten kann."

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Bei ihrer Untersuchung von Ryugu entdeckten die Forscherinnen und Forscher, dass die Mineralien in Kontakt mit einer wässrigen Flüssigkeit bei einer Temperatur von etwa 37 Grad Celsius verändert wurden, aber nie Temperaturen von über 100 Grad Celsius ausgesetzt waren. Chronologische Untersuchungen deuten darauf hin, dass diese Veränderungen etwa fünf Millionen Jahre nach der Entstehung der ersten Mineralien im Sonnensystem stattgefunden haben. Diese Veränderungen fanden in einem der unzähligen Kleinstplaneten, den sogenannten Planetesimalen statt, aus denen sich später die Planeten des Sonnensystems durch Akkretion entwickelten. Auf dem Planetesimal, aus dem Ryugu herausgesprengt wurde, könnte es reichlich Wasser gegeben haben, was eine wichtige Voraussetzung für die Entstehung von Leben gewesen wäre.

Ein weiteres auffälliges Merkmal ist die Häufigkeit der in den Gesteinsproben enthaltenen chemischen Elemente: Bei Ryugu ähnelt sie derjenigen von kohlenstoffhaltigen CI-Chondriten, wie dem Meteoriten Ivuna. Bei ihnen ist die Ähnlichkeit mit der Zusammensetzung der Photosphäre der Sonne besonders groß. Die Photosphäre ist die äußere Hülle eines Sterns, von der Licht in den Weltraum abgestrahlt wird, so dass man daraus seine chemische Zusammensetzung ableiten kann.

Die Analysen der Ryugu-Proben deuten außerdem darauf hin, dass der Asteroid von einem Planetesimal abstammt, das sich am äußersten Rand des Sonnensystems gebildet hat. Später wanderte Ryugu in das Innere des Sonnensystems und gelangte auf seine heutige erdnahe Umlaufbahn um die Sonne. In der aktuellen Forschung wird vermutet, dass Materialien, die am äußersten Rand des Sonnensystems entstanden sind, zur Entstehung der Erde beigetragen haben könnten. Kohlenstoffhaltige Materialien könnten eine wichtige Quelle für die sogenannten flüchtigen Elemente auf der Erde gewesen sein. Flüchtige Elemente wie Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff sind wesentliche Bestandteile der Erdatmosphäre und der Ozeane und haben daher einen entscheidenden Anteil an der Entstehung des Lebens.

Wenige Tage vor der Vorstellung der aktuellen Studie gab ein anderes internationales Forschungsteam bekannt, dass in Gesteinsproben von Ryugu 20 verschiedene Aminosäuren nachgewiesen wurden. Aminosäuren sind die Bausteine des Lebens auf der Erde. "Es ist das erste Mal, dass Aminosäuren entdeckt wurden, die eindeutig nicht auf der Erde entstanden sind oder verändert wurden. Auch vor diesem Hintergrund ist der Asteroid Ryugu ein spannendes Forschungsobjekt, das aufschlussreiche Erkenntnisse über den Ursprung des Lebens verspricht. Deshalb wollen wir uns an der Universität Bayreuth in Zukunft verstärkt in die Analyse von extraterrestrischen Gesteinsproben einbringen", so Bouvier. Sie hofft, dass die japanische Raumfahrtbehörde Ryugu-Proben für weitere mineralogische und chemische Analysen nach Bayreuth ausleihen wird.

Die Raumsonde Hayabusa2 startete am 3. Dezember 2014 und erforschte den Asteroiden Ryugu 17 Monate lang. Die Mission umfasste zwei Landeoperationen, um Proben des Asteroiden zu sammeln. Bei der zweiten Landung wurde durch den Abschuss eines 5-Gramm-Tantal-Projektils ein Krater erzeugt, so dass nicht nur Oberflächenmaterial, sondern auch Gesteinsproben aus tieferen Schichten gesammelt werden konnten. Die Probenkapsel wurde am 6. Dezember 2020 in Australien geborgen und unter strengen Quarantänebedingungen während der Covid-19-Pandemie nach Japan gebracht.

Die Ergebnisse sind in einem Fachartikel beschrieben, der in der Zeitschrift Science erscheinen wird.

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Links im WWW
Tetsuya Yokoyama et al. (2022): Samples returned from the asteroid Ryugu are similar to Ivuna-type carbonaceous meteorites, Science,  https://dx.doi.org/10.1126/science.abn7850
Universität Bayreuth
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