Asteroiden und Meteoriten sollten eigentlich die gleiche chemische Zusammensetzung haben. Zumindest wurde das in den vergangenen Jahrzehnten so gelehrt. Bis vor kurzem passten die gesammelten Daten und die Lehre aber nicht ganz zusammen.
Ein Beitrag von Ingo Froeschmann. Quelle: Brown University.
(Bild: NASA)
Als Wissenschaftler die Infrarotaufnahmen von Asteroiden (von der Erde aus aufgenommen) und Meteoriten (die auf der Erde gesammelt worden waren) verglichen, fanden sie genug Unterschiede, um Zweifel am gemeinsamen Ursprung von Asteroiden und Meteoriten aufkommen zu lassen. Sollten Asteroiden wirklich für die Meteoriten auf der Erde verantwortlich sein?
Ein detaillierter Vergleich des erdnahen Asteroiden Itokawa mit vorhandenen Meteoritenfunden bestätigte, dass die “Verwitterung” im All für die Unterschiede zwischen Asteroiden und Chondriten (den häufigsten Meteoriten) verantwortlich sein kann.
“Die chondritischen Meteoriten sind so zahlreich, dass es sehr viele Quellen für sie geben muss”, sagte Takahiro Hiroi, leitender Autor der Untersuchung von der Brown University. “Bisher konnten wir aber keine finden, die so deutlich zueinander passten. Die Beobachtungen zeigen uns Verwitterungen im All sozusagen in Echtzeit.”
Während Millionen von Jahren haben energiegeladene Ionen und mikroskopisch kleine Partikel die Oberflächen der Asteroiden bombardiert und einen dünnen Staubfilm hinterlassen, durch den die optischen Eigenschaften verändert werden. Stark verwitterte Bereiche erscheinen dabei dunkel und rot. Das nahe infrarote Spektrum dieser Bereiche tendiert gegen das rote Ende des Spektrums.
Hiroi besuchte verschiedene Museen und sammelte Dutzende von frisch gefallenen Meteoriten. Er sortierte viele Fundstücke aus, weil die Oxidation durch Regen und Luft auf der Erde bereits die Oberfläche zu sehr verändert hatte und ein Vergleich mit Asteroiden kaum noch möglich war. Zusammen mit anderen Wissenschaftlern der Hayabusa-Mission verglich Hiroi die Reflexionsspektren im nahen Infrarotbereich mit denen von verschiedenen Stellen des Asteroiden.
Eine Probe vom Meteoriten Alta’ameem (benannt nach den Fundort im Irak) lieferte fast identische Werte, nachdem die Einflüsse der Verwitterung im All mit eingerechnet worden waren. Die Veränderungen sind unter anderem eine Verringerung der durchschnittlichen optischen Wegstrecke, einem Zeichen für kleinere Staubteilchen, und ein höherer Anteil an kleinen Eisenpartikeln (npFeo).
Hiroi konnte den Effekt der Verwitterung erkennen, indem er die Spektren eines hellen und eines dunklen Flecks auf der Oberfläche von Itokawa verglich. Durch Vergleich mit dem Alta’ameem Meteoriten schätzte er, dass der stark verwitterte Bereich auf dem Asteroiden etwa 0,069 Prozent Eisenpartikel enthält, während es beim weniger stark verwitterten Bereich nur etwa 0,031 Prozent sind. Da Alta’ameem zur Gruppe der LL Chondriten gehört, die nur 10 Prozent der chondritischen Meteoriten ausmachen, nimmt Hiroi an, dass noch wesentlich mehr Asteroiden der Typen L und H in einem erdnahen Orbit existieren müssten.
Hinweise auf Verwitterung im All wurden schon früher auf Monden und großen Asteroiden gefunden, die deutlichen Beweise für einen relativ kleinen Asteroiden wie dem 550 Meter messenden Itokawa sind aber neu. Man nahm an, dass diese Himmelskörper mit ihrem kleineren Gravitationsfeld nicht in der Lage wären, verwitterte Materialien festzuhalten. Die neuen Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass sich verwittertes Material sehr wohl auf kleinen Asteroiden ansammelt, die wiederum die Quellen für die Mehrzahl der Meteoriten darstellen.