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Der Geburtsort von Bennu, Ryugu und Co.
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der ETH Zürich
astronews.com
24. September 2026
Der Asteroid Bennu entstand wahrscheinlich nicht weit
draußen im Sonnensystem, sondern in einer besonderen Übergangszone nahe der
sogenannten Wasser-Eis-Grenze, als Jupiter selbst gerade wuchs. Das ergab die
Analyse von Probenmaterial des Asteroiden, das im Rahmen der Mission OSIRIS-REx
zur Erde gelangt ist. Auch der Asteroid Ryugu und CI-Meteoriten dürften in
diesem Bereich entstanden sein.
Der Asteroid Bennu, aufgenommen von der Sonde
OSIRIS-REx.
Bild: NASA / Goddard / University of
Arizona[Großansicht] |
Der Asteroid Bennu kreist in 1,2 Jahren einmal um die Sonne und nähert sich
der Erde alle sechs Jahre auf rund 300.000 Kilometer. Diesen Umstand nutzte die
NASA aus, um vom dem Himmelskörper Material zu gewinnen. In einer spektakulären
Aktion sammelte die amerikanische Raumfahrtbehörde im Jahr 2023 mit ihrer Sonde
OSIRIS-REx (die Abkürzung steht für "Origins Spectral Interpretation
Resource Identification Security – Regolith Explorer") Proben von der Oberfläche
des Asteroiden. Am 24. September 2023 landete der Probenbehälter mit rund 120
Gramm Asteroidenmaterial in der Wüste von Utah.
Von dort kam eine kleine, aber wertvolle Probe an die ETH Zürich: Maria
Schönbächler, Professorin für Isotopengeochemie, erhielt ein halbes Gramm für
Analysen. Das Labor der ETH-Forscherin begann sofort mit den Untersuchungen. Die
Untersuchungen sind mittlerweile abgeschlossen. Sie zeigen nicht nur, welchen
chemischen Fingerabdruck die Bennu-Mineralien tragen, sondern bieten auch neue
Einsichten zur Entstehung unseres Sonnensystems.
Die ETH-Forschenden analysierten Isotope von Eisen, Titan und Chrom. Isotope
sind Atome desselben Elements, die allerdings unterschiedlich schwer sind.
Zusammengenommen bilden sie einen chemischen Fingerabdruck, den die Forschenden
zur Bestimmung der Herkunft und bis zu einem gewissen Grad des Alters des
Asteroiden nutzen können. Diese Messungen zeigen: Titan und Eisen sind in Bennu
einheitlich verteilt. Sie deuten zudem darauf hin, dass Bennu einige nahe
Verwandte hat: den Asteroiden Ryugu und die sogenannten CI-Meteoriten, eine
Klasse von ursprünglichen, kohlenstoffreichen Gesteinskörpern, die auf der Erde
nur sehr selten gefunden werden. Alle drei Himmelskörper haben einen
gleichartigen Isotopen-Fingerabdruck, was darauf hinweist, dass sie im demselben
kosmischen Staubreservoir entstanden. Sie unterscheiden sich bezüglich ihrer
Isotopenzusammensetzung auch deutlich von anderen bekannten Asteroiden,
Meteoritengruppen und Planeten.
Bisher ging man davon aus, dass Asteroiden wie Bennu in den äußeren Regionen
des Sonnensystems und erst spät in der Entwicklung unseres Sonnensystems
gebildet wurden. Die neuen Daten sprechen gegen beide dieser Ansichten. Am
wahrscheinlichsten ist, dass der Geburtsort von Bennu, Ryugu und auch der
CI-Meteoriten nahe an der Wasser-Eis-Linie lag. Diese Grenze markiert den Ort,
wo Wasserdampf gefriert. Hier, vor 4,5 Milliarden Jahren, vermischten sich
Materialien aus der inneren und äußeren Region des sich ausgestaltenden
Sonnensystems. Das Eis wiederum fungierte als Klebstoff, der feinste Staubteile
miteinander verband.
"Bennu ist ein Mischling: Das Material passt weder eindeutig zum inneren noch
zum äußeren Sonnensystem", sagt Schönbächler. Er trage Merkmale von beiden
Regionen und sei in einer besonderen Zone entstanden, in der sich Materialströme
aus beiden Regionen vermischten. Schönbächler und ihr Team schlagen daher
folgendes Szenario vor, bei dem der Gasriese Jupiter eine Schlüsselrolle
einnimmt. Dieser Gasriese entstand sehr früh durch Gravitationskräfte aus einer
Staubwolke, nur eine Million Jahre nach der Geburt unserer Sonne. Rund um das
Zentralgestirn bildete sich dann eine kreisende Scheibe aus Staub und Gas sowie
Wassereis, in der sich weitere Planeten und Asteroiden durch ständige
Materialaufnahme formierten. Durch sein schnelles Wachstum wirkte Jupiter wie
ein Brückenpfeiler in dieser Scheibe: Er blockierte fast alles grobe Material,
während feiner Staub aus verschiedenen Regionen der kreisenden Scheibe um ihn
herumströmte und sich gleichmäßig in der Übergangszone nahe der Wassereis-Linie
durchmischte. In dieser Region bildeten sich dann die Vorläufer von Bennu, Ryugu
und den CI-Meteoriten.
Dieses Szenario erklärt zudem, warum das Material von Bennu wasserreich ist:
Das Eis in der Nähe verdampfte, und ein Teil des Wasserdampfes kondensierte
genau da wieder, wo sich Bennu bildete. Zugleich sorgte Jupiters Einfluss dafür,
dass Bennu vor allem aus feinem Staub entstand. Das erklärt, weshalb Bennus
Material chemisch dem der Sonne so ähnlich ist: der feine Staub, der in der
Scheibe um die junge Sonne kreiste, wurde gründlich durchmischt – ein wenig wie
feiner Staub zu Hause, der mit der Zeit einfach überall hinkommt. "Bennu könnte
uns den besten Einblick in die ursprüngliche Mischung chemischer Elemente
bieten, aus der die Gesteinsplaneten entstanden sind", so Schönbächler. Bennu
sei ein sehr ursprünglicher Asteroid. Sein Material stamme aus der Geburtszeit
unseres Sonnensystems vor rund 4,5 Milliarden Jahren und habe sich seither kaum
verändert.
Durch die geochemische Analyse von Bennu verbessern die Forschenden das
Verständnis wie unser Sonnensystem entstand und unter welchen Bedingungen sich
Planeten bildeten. Weil Bennu reich an Wasser und organischem Material ist,
liefert er zudem wichtige Puzzleteile zur Frage, wie die junge Erde zu den
Bausteinen des Lebens kam.
"Wir fragen uns nun, ob weitere Asteroiden dieselbe Isotopensignatur besitzen
wie Bennu und Ryugu", so Schönbächler. Offen ist auch, wie stark der junge
Jupiter tatsächlich dazu beitrug, dass sich nur feine Staubpartikel
zusammenklumpten. Weitere Forschungen wird künftig mehr Klarheit bringen. Die
Untersuchungen am Bennu-Material sind abgeschlossen. Die ETH-Professorin wartet
nun gespannt auf die japanische Sammelmission, die Ende Oktober dieses Jahres
zum Marsmond Phobos gestartet wird. "Das wäre spannend, von diesem Material
Proben zur Analyse in meinem Labor zu bekommen", sagt sie und wird sich
sicherlich bei der japanischen Raumfahrtbehörde Jaxa dafür bewerben. Allerdings
braucht sie etwas Geduld: Die Kapsel mit dem Phobos-Material dürfte erst 2031
zur Erde zurückkehren.
Über ihre Ergebnisse berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der
Fachzeitschrift
Science Advances erschienen ist.
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