Myriaden kosmischer Zeitbomben tummeln sich zwischen Mars und Jupiter

Astronomen haben jetzt berechnet, dass im Asteroiden-Gürtel doppelt so viele Asteroiden treiben wie erwartet

Fernab der Erde, zwischen den Planeten Mars und Jupiter, erstreckt sich der Asteroidengürtel. Hier, wo unzählige kosmische Gesteins- und Metallbrocken hausen, vermuteten die Astronomen bislang zirka 740.000 Kleinplaneten von mindestens einem Kilometer Durchmesser. Doch im Asteroiden-Gürtel gibt es wahrscheinlich deutlich mehr Asteroiden als bislang angenommen.

Bild:ESA

Dies ergab eine jüngst veröffentlichte Studie, die mit Hilfe des ISO-Infrarot-Teleskops der Europäischen Raumfahrtagentur (ESA) erstellt wurde. Bislang konnten die Astronomen von den dort vagabundierenden Planetoiden 40.000 mit einer Größe von mindestens einem Kilometer im sichtbaren Licht analysieren und katalogisieren. Für die Forscher ist die Anzahl der Asteroiden in unserem Sonnensystem vor allem hinsichtlich der Frage relevant, wie viele von diesen potenziellen Bomben in Zukunft auf die Erde einschlagen könnten, und ob sich dadurch auch die Gefahr eines gefährlichen Einschlags erhöht.

Noch bis Ende des 18. Jahrhunderts nahm das Gros der Gelehrten Berichte von herunterfallenden Steinen überhaupt nicht zur Kenntnis. Solche Geschosse, so lautete das fast einhellige Vor-Urteil der damaligen akademischen Zunft beruhten entweder auf optischen Täuschungen, Wunderglauben oder irdischen erklärbaren Phänomenen wie etwa hochgeschleuderten Gesteinsbrocken vulkanischer Herkunft. Insbesondere der Wittenberger Physiker Ernst Florens Friedrich Chladni (1756-1827), der erstmals wissenschaftlich belegte Meteoritenfälle (18 an der Zahl) sammelte und 1794 veröffentlichte, musste kommentarlos hinnehmen, wie seine These, wonach "fliegende Steine" nichts anderes als Irrläufer aus dem All seien, von der Kollegenschaft entweder schlichtweg ignoriert oder mit Hohn und Spott quittiert wurde. Erst im April 1803, als in L'Aigle in der Normandie in Gegenwart von Wissenschaftlern 2.500 Steine niederfielen, entpuppte sich das, was Forscher zuvor noch als kollektive "Wahnvorstellung" abgewertet hatten, zu einer unumstößlichen astrophysikalischen Wahrheit: Steine fallen vom Himmel. Und sie kommen in der Regel aus den Tiefen des Weltraums, was auch für deren größere Verwandte zählt: den Asteroiden.

Heute würde wohl kein ernstzunehmender Astronom die extraterrestrische Provenienz solcher Steinbrocken anzweifeln. Dass derlei Irrläufer, die von Zeit zur Zeit mal bei uns, entschieden öfters aber auf anderen Himmelskörpern des Sonnensystems (z.B. Jupiter) niedergehen, aus dem klassischen Asteroidengürtel stammen, der sich zwischen Mars und Jupiter erstreckt, ist allgemein anerkannt. Dies gilt auch für die Tatsache, dass in grauer kosmischer Urzeit, etwa 10 Milliarden Jahre nach dem Urknall, sich aus einer Gas- und Nebelwolke ein neuer Stern von mittlerer Größe verdichtete - und daraus auch jene uns neun wohl bekannten Planeten geformt wurden, von denen einer den nicht gerade spektakulären Namen Erde trägt. Doch vor 4,6 Milliarden Jahren schaffte aber nicht "alle" Materie den Sprung in die planetare Selbstständigkeit. Anstatt als stattlicher kugelförmiger und halbwegs großgewachsener Planet den Heimatstern zu bezirzen, fand sich die "Rest-Materie" als höchst unförmiges und recht klein geratenes Gebilde wieder: als Asteroiden. Durch weitere Kollisionen von Planetoiden oder eventuell sogar Crashs von waschechten "jungen" Planeten, kam es zu einer regelrechten Massengeburt dieser Gebilde.

Das Resultat dieser Entwicklung zeigt sich heute in dem so genannten zwischen den Planeten Mars und Jupiter eingebetteten Asteroidengürtel, der sich in einer zwischen 300 und 495 Millionen Kilometern von der Sonne entfernten Zone erstreckt. Hier driften Myriaden solcher Brocken, die größtenteils aus Gestein und Eisen bestehen und von denen etliche gerade mal Kieselsteingröße haben, andere hingegen immerhin einige zehn Kilometer und nur wenige um die 1000 Kilometer groß sind.

Bild: NASA

Allerdings gab es bislang, was die Anzahl der zwischen Mars und Jupiter vagabundierenden Kleinplaneten anbelangte, verschiedene Angaben. Ermittelten Astronomen 1998 in dieser klumpenreichen Region etwa 860.000 Planetoiden in der Größenklasse von mindestens einem Kilometer, so musste letztes Jahr im Rahmen des Sloan Digital Sky Survey diese Zahl auf 740.000 korrigiert werden.

Weit gefehlt, behaupten jetzt einige Forscher in einer jüngst veröffentlichen Studie im "Astronomical Journal" (123:1807-1825, 2002 April Denn deren Berechnungen nach ist die Zahl der im Asteroidengürtel befindlichen Objekte viel größer, wie dies aus den bisherigen Daten abgeleitet werden konnte. Nicht 860.000 oder 740.000, sondern schätzungsweise zwischen 1,1 und 1,9 Millionen Kleinplaneten tummeln sich in der Hauptzone des Gürtels. "Wenn wir von einem Durchschnittswert von 1,5 Millionen Asteroiden ausgehen, dann ist das ISO-Resultat im Vergleich zu beiden vorangegangenen Studien, die das sichtbare Licht analysierten, doppelt so hoch", sagt US-Astronom Edward Tedesco von TerraSystems (New Hampshire/USA), wobei dieser Wert bestenfalls ein Schätzwert sei, weil es bei der Suche nach Asteroiden im Infrarot- als auch im sichtbaren Licht automatisch zu Verzerrungen und Fehlerwahrscheinlichkeiten komme. Gleichwohl bestände die beste Strategie darin, beide Techniken miteinander zu kombinieren. "Beide Techniken vermitteln verschiedene Arten der Information und spielen auf der Suche nach der Größe und Anzahl von Asteroiden eine wichtige ergänzende Rolle", betont Tedesco.

Bei der aktuellen von Edward Tedesco und Francois-Xavier Desert vom Grenoble Observatorium in Frankreich durchgeführten "Iso Deep Asteroid Search" handelt sich um die erste systematische Suche nach Asteroiden im Infrarot-Bereich. Sie basiert auf Infrarotbeobachtungen, die die Astronomen in den Jahren 1996 und 1997 mit dem ESA-Satelliten ISO http://sci.esa.int/iso/durchgeführt hatten, der seit 1998 außer Betrieb ist.

Im Rahmen dieser Analyse entdeckten die Forscher 160 Asteroiden mit Durchmessern größer als ein Kilometer pro Quadratgrad. Ein Quadratgrad entspricht etwa der vierfachen Fläche des Vollmonds am Himmel. Mit Hilfe theoretischer Modelle haben Tedesco und seine Mitarbeiter aus diesen Daten die Gesamtzahl der kleinen Planeten zwischen Mars und Jupiter errechnet.

Eigentlich erfreuen sich Asteroiden bei den meisten Astronomen keiner großen Beliebtheit, sind sie doch im sichtbaren Licht nur schwer zu beobachten, weil sie sich viel schneller als Sterne bewegen und demzufolge häufig mit ihren strichförmigen Leuchtspuren lange belichtete Himmelsaufnahmen verunstalten. Hinzu kommt, dass sie die ohnehin schwach einströmende Sonnenstrahlung nur zu zwei bis vier Prozent reflektieren und den Rest gänzlich absorbieren. Wenngleich diese Objekte im sichtbaren Licht zu den dunkelsten Objekten im Sonnensystem zählen, so sind sie doch im Bereich der infraroten Wärmestrahlung umso leichter aufzuspüren, da das aufgestaute Licht den Planetoiden permanent aufwärmt.

Nach Angaben der Forscher beeinflusst die neue Studie nicht die bisherigen Schätzungen über das Risiko der Erde, von einem Asteroiden getroffen zu werden. Zwar schleudert Jupiter aufgrund seiner enormen Gravitation hin und wieder einen dieser Riesenkrümel aus seiner angestammten Bahn. Gleichwohl wird die Erde, schätzen die meisten Astronomen, auch in Zukunft nicht häufiger als höchstens alle 100.000 bis 300.000 Jahre einmal von solch einer kosmischen Zeitbombe mit einem Durchmesser ab einem Kilometer getroffen.

Nicht zu verwechseln mit...

Der "klassische" Asteroidengürtel ist nicht zu verwechseln mit dem so genannten Kuiper-Gürtel, jener sich hinter der Neptunbahn erstreckenden scheibenförmigen Region, wo sich unzählige kleine vereiste Felsbrocken tummeln, die gelegentlich aus ihrer Bahn geworfen werden und dann als Kometen in die Nähe der Sonne und der Erde kommen.

Bild: NASA

Obgleich bisher nur 400 Objekte im Kuiper-Gürtel aufgespürt werden konnten gibt es Schätzungen, wonach dort vermutlich mindestens 70.000 dieser Trans-Neptun-Objekte (TNO) mit einem Durchmesser von über 100 Kilometern treiben. Möglicherweise befinden sich in diesem kosmischen Sektor aber auch noch Milliarden Objekte in der Größenordnung von zehn Kilometer, was zur Folge hätte, dass dort 100 mal mehr Masse vorhanden ist als im klassischen Planetoidengürtel zwischen Mars und Jupiter. (Harald Zaun)

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