Asteroiden: Wissenswertes und Informationen über Asteroiden
OSIRIS Clear-Filter-Bild, aufgenommen während des Vorbeiflugs der Raumsonde Rosetta am Asteroiden Lutetia am 10. Juli 2010. (Bildnachweis: ESA 2010 MPS / OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / RSSD / INTA / UPM / DASP / IDA)
Asteroiden sind felsige Welten, die sich um die Sonne drehen und zu klein sind, um als Planeten bezeichnet zu werden. Sie werden auch als Planetoide oder Kleinplaneten bezeichnet. Es gibt Millionen von Asteroiden mit einer Größe von Hunderten von Kilometern bis zu mehreren Fuß Durchmesser. Insgesamt ist die Masse aller Asteroiden geringer als die des Erdmondes.
Trotz ihrer Größe können Asteroiden gefährlich sein. Viele haben die Erde in der Vergangenheit getroffen, und in Zukunft werden noch mehr auf unseren Planeten stürzen. Das ist einer der Gründe, warum Wissenschaftler Asteroiden untersuchen und mehr über ihre Anzahl, Umlaufbahnen und physikalischen Eigenschaften erfahren möchten. Wenn ein Asteroid auf uns zukommt, wollen wir das wissen.
Formation
Asteroiden sind Überbleibsel aus der Entstehung unseres Sonnensystems vor etwa 4,6 Milliarden Jahren. Die Geburt des Jupiter verhinderte schon früh, dass sich in der Lücke zwischen Mars und Jupiter planetarische Körper bildeten, was dazu führte, dass die kleinen Objekte, die sich dort befanden, miteinander kollidierten und in die heute sichtbaren Asteroiden zersplitterten.
Das Verständnis darüber, wie sich das Sonnensystem entwickelt hat, wird ständig erweitert. Zwei relativ neue Theorien, das Nice-Modell und der Grand Tack, legen nahe, dass die Gasriesen sich bewegten, bevor sie sich in ihren modernen Umlaufbahnen niederließen. Diese Bewegung hätte Asteroiden vom Hauptgürtel auf die terrestrischen Planeten regnen lassen und den ursprünglichen Gürtel leeren und wieder auffüllen.
Physikalische Eigenschaften
Asteroiden können so groß wie Ceres erreichen, das einen Durchmesser von 940 Kilometern (etwa 583 Meilen) hat. Am anderen Ende der Skala ist der kleinste jemals untersuchte Asteroid der 2 Meter breite Weltraumfelsen 2015 TC25 , das beobachtet wurde, als es im Oktober 2015 nahe an der Erde vorbeiflog. Die Wahrscheinlichkeit, dass es in absehbarer Zeit die Erde trifft, ist gering, sagte Vishnu Reddy vom Lunar and Planetary Laboratory der University of Arizona in a Stellungnahme .
'Sie können sich [einen Asteroiden] als einen im Weltraum schwebenden Meteoriten vorstellen, der die Atmosphäre noch nicht getroffen und den Boden erreicht hat - noch', fügte Reddy hinzu.
Fast alle Asteroiden sind unregelmäßig geformt, obwohl einige der größten fast kugelförmig sind, wie Ceres. Sie sind oft mit Löchern oder Kratern versehen – zum Beispiel hat Vesta einen riesigen Krater mit einem Durchmesser von etwa 285 Meilen (460 km). Es wird angenommen, dass die Oberflächen der meisten Asteroiden mit Staub bedeckt sind.
Während sich Asteroiden auf elliptischen Bahnen um die Sonne drehen, rotieren sie und taumeln manchmal ziemlich unregelmäßig. Von mehr als 150 Asteroiden ist auch bekannt, dass sie einen kleinen Begleitmond haben, von denen einige zwei Monde haben. Es gibt auch binäre oder doppelte Asteroiden, bei denen sich zwei ungefähr gleich große Asteroiden umkreisen, und auch Tripel-Asteroiden-Systeme sind bekannt. Viele Asteroiden wurden anscheinend von der Schwerkraft eines Planeten eingefangen und wurden zu Monden – wahrscheinliche Kandidaten sind Marsmonde, Phobos und Deimos und die meisten äußeren Monde von Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.
Die durchschnittliche Temperatur der Oberfläche eines typischen Asteroiden beträgt minus 100 Grad Fahrenheit (minus 73 Grad Celsius). Asteroiden sind seit Milliarden von Jahren weitgehend unverändert geblieben – ihre Erforschung könnte daher viel über das frühe Sonnensystem aufdecken.
Asteroiden gibt es in verschiedenen Formen und Größen. Einige sind feste Körper, während andere kleiner sind Trümmerhaufen durch die Schwerkraft zusammengehalten. Einer, der die Sonne zwischen Neptun und Uranus umkreist, kommt mit einem eigenen Ringsatz. Ein anderer hat nicht einen, sondern sechs Schwänze.
Einstufung
Asteroiden liegen in drei Regionen des Sonnensystems. Die meisten Asteroiden liegen in einem riesigen Ring zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter . Dieser Hauptasteroidengürtel enthält mehr als 200 Asteroiden mit einem Durchmesser von mehr als 100 km. Wissenschaftler schätzen die Asteroidengürtel enthält auch zwischen 1,1 Millionen und 1,9 Millionen Asteroiden mit einem Durchmesser von mehr als 1 km (3.281 Fuß) und Millionen kleinerer.
Nicht alles im Hauptgürtel ist ein Asteroid – Ceres , der einst nur als Asteroid galt, gilt heute auch als Zwergplanet. In den letzten zehn Jahren haben Wissenschaftler auch eine Klasse von Objekten identifiziert, die als 'Hauptgürtel-Asteroiden' bekannt sind, kleine felsige Objekte mit Schweifen. Während sich einige der Schweife bilden, wenn Objekte auf einen Asteroiden prallen oder Asteroiden zerfallen, können andere verkleidete Kometen sein.
Viele Asteroiden liegen außerhalb des Hauptgürtels. Trojanische Asteroiden umkreisen einen größeren Planeten an zwei besonderen Orten, bekannt als Lagrange-Punkte , wo die Anziehungskraft der Sonne und des Planeten ausgeglichen ist. Jupiter-Trojaner sind die zahlreichsten und haben eine fast so hohe Population wie der Hauptasteroidengürtel. Neptun, Mars und Erde haben auch Trojanische Asteroiden.
Erdnahe Asteroiden (NEAs) kreisen näher an der Erde als die Sonne. Liebe Asteroiden haben enge Umlaufbahnen, die sich der Erdbahn nähern, aber nicht kreuzen, so die NASA. Apollo-Asteroiden haben erddurchquerende Umlaufbahnen, verbringen aber die meiste Zeit außerhalb der Bahn des Planeten. Aten-Asteroiden durchqueren ebenfalls die Erdumlaufbahn, verbringen aber die meiste Zeit in der Erdumlaufbahn. Atira-Asteroiden sind erdnahe Asteroiden, deren Umlaufbahnen innerhalb der Erdumlaufbahn liegen. Laut Europäische Weltraumorganisation , etwa 10.000 der bekannten Asteroiden sind NEAs.
Zusätzlich zu den Klassifizierungen von Asteroiden basierend auf ihren Umlaufbahnen fallen die meisten Asteroiden basierend auf ihrer Zusammensetzung in drei Klassen:
Die C-Typ oder kohlenstoffhaltige Asteroiden haben eine gräuliche Farbe und sind die häufigsten, darunter mehr als 75 Prozent der bekannten Asteroiden. Sie bestehen wahrscheinlich aus Ton- und steinigem Silikatgestein und bewohnen die äußeren Regionen des Hauptgürtels.
Die S-Typ oder silikatische Asteroiden sind grünlich bis rötlich, machen etwa 17 Prozent der bekannten Asteroiden aus und dominieren den inneren Asteroidengürtel. Sie scheinen aus Silikatmaterialien und Nickel-Eisen hergestellt zu sein.
Die M-Typ oder metallische Asteroiden sind rötlich, machen den größten Teil der übrigen Asteroiden aus und leben im mittleren Bereich des Hauptgürtels. Sie scheinen aus Nickeleisen zu bestehen.
Es gibt auch viele andere seltene Typen, die auf der Zusammensetzung basieren – zum Beispiel haben die von Vesta typisierten V-Typ-Asteroiden eine basaltische, vulkanische Kruste.
Erdauswirkungen
Seit die Erde vor etwa 4,5 Milliarden Jahren entstand, prallen routinemäßig Asteroiden und Kometen auf den Planeten. Die gefährlichsten Asteroiden sind laut NASA extrem selten.
Ein Asteroid, der in der Lage ist, globale Katastrophe müsste mehr als eine Viertelmeile breit sein. Forscher haben geschätzt, dass ein solcher Einschlag genug Staub in die Atmosphäre aufwirbeln würde, um effektiv einen 'nuklearen Winter' zu erzeugen, der die Landwirtschaft auf der ganzen Welt ernsthaft stört. Asteroiden, die so groß sind, treffen die Erde nur einmal alle 1.000 Jahrhunderte im Durchschnitt sagen NASA-Beamte.
Kleinere Asteroiden, von denen angenommen wird, dass sie alle 1.000 bis 10.000 Jahre die Erde treffen, könnten eine Stadt zerstören oder verheerende Tsunamis verursachen. Laut NASA , Weltraumfelsen, die kleiner als 25 m sind, werden höchstwahrscheinlich verglühen, wenn sie in die Erdatmosphäre eindringen, was bedeutet, dass selbst wenn 2015 TC25 die Erde treffen würde, es wahrscheinlich nicht den Boden erreichen würde.
Am 15. Februar 2013 schlug ein Asteroid über der russischen Stadt Tscheljabinsk in die Atmosphäre ein und verursachte eine Schockwelle, bei der 1.200 Menschen verletzt wurden. Es wird angenommen, dass der Weltraumfelsen ungefähr 20 Meter breit war, als er in die Erdatmosphäre eintrat.
Wenn ein Asteroid oder ein Teil davon auf die Erde stürzt, wird er Meteorit genannt. Hier sind typische Kompositionen:
Eisenmeteorite
- Eisen: 91 Prozent
- Nickel: 8,5 Prozent
- Kobalt: 0,6 Prozent
Steinmeteoriten
- Sauerstoff: 6 Prozent
- Eisen: 26 Prozent
- Silizium: 18 Prozent
- Magnesium: 14 Prozent
- Aluminium: 1,5 Prozent
- Nickel: 1,4 Prozent
- Kalzium: 1,3 Prozent
Asteroidenabwehr
Dutzende von Asteroiden wurden als ' möglicherweise gefährlich “ von den Wissenschaftlern, die sie verfolgen. Einige von ihnen, deren Umlaufbahnen der Erde nahe genug sind, könnten möglicherweise in ferner Zukunft gestört und auf Kollisionskurs mit unserem Planeten geschickt werden. Wissenschaftler weisen darauf hin, dass es Zeit zum Reagieren gibt, wenn ein Asteroid 30 oder 40 Jahre später auf Kollisionskurs mit der Erde ist. Die Technologie müsste zwar noch entwickelt werden, aber es besteht die Möglichkeit, das Objekt zu explodieren oder umzuleiten. [ Bildergalerie: Potenziell gefährliche Asteroiden ]
Von jedem bekannten Asteroiden gibt es jedoch viele, die noch nicht entdeckt wurden, und kürzere Reaktionszeiten könnten sich als bedrohlicher erweisen.
Wenn Asteroiden nahe an der Erde vorbeifliegen, ist eine der effektivsten Möglichkeiten, sie zu beobachten, die Verwendung von Radar, wie das System im Goldstone Deep Space Communications Complex der NASA in Kalifornien. Im September 2017 wurde die erdnahe Asteroid 3122 Florenz auf der Erde in einer Entfernung von 4,4 Millionen Meilen (7 Millionen km) oder der 18-fachen Entfernung zum Mond gekreuzt. Der Vorbeiflug bestätigte seine Größe (2,8 Meilen oder 4,5 km) und Rotationsdauer (2,4 Stunden). Das Radar enthüllte auch neue Informationen wie seine Form, das Vorhandensein von mindestens einem großen Krater und zwei Monden.
In einer NASA-Sendung von Anfang 2017 sagte Marina Brozovic, Physikerin am Jet Propulsion Laboratory der NASA: Radar kann Details verraten wie seine Größe, seine Form und ob der Asteroid tatsächlich aus zwei Objekten besteht (ein binäres System, bei dem ein kleineres Objekt ein größeres Objekt umkreist). „Radar ist ein bisschen wie ein Schweizer Taschenmesser“, sagte sie. 'Es verrät so viel über Asteroiden auf einmal.'
Für den unwahrscheinlichen Fall, dass der Asteroid als Bedrohung eingestuft wird, verfügt die NASA über ein Koordinationsbüro für planetare Verteidigung, das Szenarien zur Entschärfung der Situation bereitstellt. In derselben Sendung sagte der PDCO-Planetenverteidigungsoffizier Lindley Johnson, die Behörde verfüge über mindestens zwei Technologien, die verwendet werden könnten: einen kinetischen Impaktor (d. ein Raumfahrzeug, das über einen langen Zeitraum in der Nähe eines Asteroiden bleibt und seine eigene Schwerkraft nutzt, um die Bahn des Asteroiden allmählich zu ändern.) PDCO würde sich auch mit dem Weißen Haus und der Federal Emergency Management Agency (FEMA) und wahrscheinlich anderen Weltraumbehörden beraten, um bestimmen, was zu tun ist. Es gibt jedoch keine bekannte Bedrohung durch einen Asteroiden (oder Kometen) für die Erde und die NASA verfolgt alle bekannten Objekte sorgfältig durch ein Netzwerk von Partnerteleskopen.
Wasserlieferung?
Ironischerweise sind die Kollisionen, die für den Menschen den Tod bedeuten könnten, der Grund, warum wir heute leben. Als sich die Erde bildete, war sie trocken und unfruchtbar. Asteroiden- und Kometenkollisionen haben möglicherweise das Wasser-Eis und andere kohlenstoffbasierte Moleküle auf den Planeten gebracht, die die Entwicklung des Lebens ermöglicht haben. Gleichzeitig verhinderten die häufigen Kollisionen das Leben bis zur Beruhigung des Sonnensystems. Spätere Kollisionen prägten, welche Arten sich entwickelten und welche ausgerottet wurden.
Nach Angaben der NASA Zentrum für erdnahe Objektstudien CNEOS), 'Es scheint möglich, dass die Entstehung des Lebens auf der Erdoberfläche zuerst durch einen enormen Strom von einschlagenden Kometen und Asteroiden hätte verhindert werden können, dann könnte ein viel weniger intensiver Kometenregen genau die Materialien abgelagert haben, die die Bildung von Leben ermöglichten.' vor etwa 3,5 - 3,8 Milliarden Jahren.'
Entdeckung & Namensgebung
Im Jahr 1801 entdeckte der italienische Priester und Astronom Giuseppe Piazzi beim Anfertigen einer Sternenkarte versehentlich den ersten und größten Asteroiden, Ceres , umkreist zwischen Mars und Jupiter. Obwohl Ceres heute als Zwergplanet klassifiziert wird, macht er ein Viertel der gesamten Masse aller bekannten Asteroiden im oder in der Nähe des Asteroidenhauptgürtels aus.
In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden mehrere Asteroiden entdeckt und als Planeten klassifiziert. William Herschel prägte 1802 den Begriff 'Asteroid', aber andere Wissenschaftler bezeichneten die neu entdeckten Objekte als Kleinplaneten. Bis 1851 gab es 15 neue Asteroiden, und der Benennungsprozess wurde auf Nummern verschoben, wobei Ceres als (1) Ceres bezeichnet wurde. Heute teilt Ceres die doppelte Bezeichnung sowohl als Asteroid als auch als Zwergplanet, während der Rest Asteroiden bleibt.
Da die Internationale Astronomische Union im Vergleich zu anderen Körpern weniger streng bei der Benennung von Asteroiden ist, gibt es Asteroiden, die nach Mr. Spock von 'Star Trek' und dem Rockmusiker Frank Zappa benannt sind, sowie feierlichere Ehrungen wie die sieben Asteroiden benannt nach der Besatzung des Space Shuttles Columbia, das 2003 getötet wurde. Asteroidenbenennung nach Haustieren ist nicht mehr erlaubt.
Asteroiden erhalten auch Nummern – zum Beispiel 99942 Apophis.
Erkundung
Die erste Raumsonde, die Nahaufnahmen von Asteroiden machte, war 1991 Galileo der NASA, die 1994 auch den ersten Mond entdeckte, der einen Asteroiden umkreiste.
Im Jahr 2001, nachdem die NASA-Raumsonde NEAR den erdnahen Asteroiden Eros mehr als ein Jahr lang aus der Umlaufbahn intensiv untersucht hatte, beschlossen die Missionsleiter, die Raumsonde zu versuchen, zu landen. Obwohl es nicht für die Landung ausgelegt war, landete NEAR erfolgreich und stellte den Rekord als erster erfolgreich auf einem Asteroiden auf.
In 2006, Japans Hayabusa war das erste Raumschiff, das auf einem Asteroiden landete und von ihm startete. Es kehrte im Juni 2010 zur Erde zurück, und die Proben, die es geborgen hat, werden derzeit untersucht.
Die Dawn-Mission der NASA, die 2007 gestartet wurde, begann mit der Erforschung Vesta im Jahr 2011. Nach einem Jahr verließ sie den Asteroiden für eine Reise nach Ceres und kam 2015 an. Dawn war die erste Raumsonde, die Vesta und Ceres besuchte. Ab 2017 umkreist die Raumsonde immer noch den außergewöhnlichen Asteroiden.
Im September 2016 startete die NASA den Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer ( OSIRIS-REx ), der den Asteroiden Bennu erforschen wird, bevor er eine Probe entnimmt, um zur Erde zurückzukehren.
'Die Probenrückgabe steht wirklich an vorderster Front der wissenschaftlichen Forschung', sagte Dante Lauretta, leitender Forscher von OSIRIS-REx, auf einer Pressekonferenz.
Im Januar 2017 hat die NASA über ihr Discovery-Programm zwei Projekte ausgewählt, Lucy und Psyche. Lucy soll im Oktober 2021 starten und ein Objekt im Asteroidengürtel besuchen, bevor sie sechs trojanische Asteroiden untersucht. Psyche wird nach 16 Psyche reisen, einem riesigen metallischen Asteroiden, der möglicherweise der Kern eines alten marsgroßen Planeten ist, der durch heftige Kollisionen seiner Kruste beraubt wurde.
Im Jahr 2012 wurde ein Unternehmen namens Planetare Ressourcen , Inc. kündigte Pläne an, schließlich eine Mission zu einem Weltraumfelsen zu entsenden, um Wasser zu gewinnen und den Asteroiden nach Edelmetallen abzubauen. Seitdem hat die NASA begonnen, an Plänen für ihre eigene Asteroiden-Erfassungsmission zu arbeiten.
Laut CNEOS: 'Es wurde geschätzt, dass der im Asteroidengürtel zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter liegende Mineralreichtum für jeden Menschen auf der Erde heute etwa 100 Milliarden Dollar entspricht.'
Zusätzliche Berichterstattung von Elizabeth Howell und Nola Taylor Redd, guesswhozoo.com-Mitwirkende
Zusätzliche Ressourcen
