Erstmals Asteroid in den Außenbereichen unseres Sonnensystems entdeckt

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Künstlerische Darstellung des Objekts „2004 EX95“ (Illu.).
Copyright: ESO/M. Kornmesser

Belfast (Großbritannien) – Mit Teleskopen der Europäischen Südsternwarte (ESO) hat ein internationales Astronomenteam erstmals einen kohlenstoffreichen Asteroiden in den kalten Außenbereichen unseres Sonnensystems, dem sogenannten Kuipergürtel, entdeckt.

Das Relikt aus der Frühzeit des Sonnensystems mit der Bezeichnung 2004 EX95 stammt ursprünglich vermutlich aus dem inneren Sonnensystem, genauer gesagt dem sogenannten Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter und wurde einst Milliarden von Kilometer von seinem Ursprungsort fortgeschleudert.

„Die Anfänge unseres Sonnensystems waren eine stürmische Zeit“, erläutert die ESO-Pressemitteilung. „Theoretische Berechnungen der damals ablaufenden Prozesse haben ergeben, dass die großen Gasplaneten nach ihrer Entstehung das Sonnensystem dominiert und kleine gesteinshaltige Körper aus dem inneren Sonnensystem in weit entfernte Umlaufbahnen geschleudert haben. Solche Modellrechnungen legen insbesondere nahe, dass der Kuipergürtel – eine kalte Region jenseits der Umlaufbahn des Neptuns – einen kleinen Anteil an Gesteinsbrocken aus dem inneren Sonnensystem enthalten sollte, zum Beispiel kohlenstoffreiche Asteroiden, die als auch als Asteroiden vom C-Typ bezeichnet werden.

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Wie das Team um Tom Seccull von der Queen’s University Belfast aktuell im Fachjournal „The Astrophysical Journal Letters“ (DI: 10.3847/2041-8213/aab3dc) berichtet, stützt die jetzt gemachte Entdeckung diese theoretischen Modelle der problematischen frühen Jahre unseres Sonnensystems stark.

Zum ersten Mal stießen Astronomen bei Beobachtungen des Objekts mit den Weltraumteleskop „Hubble“ im Reflexionsspektrum des Körpers auf deutliche Unterschiede zu ähnlichen Kuipergürtel-Objekten (engl. Kuiper Belt Objects, kurz KBOs), die typischerweise uninteressante, strukturlose Spektren aufweisen, die wenig Informationen über ihre Zusammensetzung preisgeben.

“Das Reflexionsspektrum von 2004 EW95 unterschied sich deutlich von den anderen beobachteten Objekten des äußeren Sonnensystems”, erklärt Erstautor Seccull. “Es sah so seltsam aus, dass wir es uns unbedingt genauer ansehen mussten.”

In der Folge beobachtete das Team 2004 EW95 dann mit den Instrumenten „X-Shooter“ und FORS2 am Very Large Telescope (VLT) der ESO, deren empfindlichere Spektrografen es den Forschern erlaubte, das reflektierte Licht genauer zu vermessen und so auf seine chemische Zusammensetzung zu schließen.


Die rote Linie in diesem Bild zeigt die Umlaufbahn von 2004 EW95, wobei die Umlaufbahnen anderer Körper des Sonnensystems zum Vergleich grün dargestellt sind (Illu.).

Copyright: ESO/L. Calçada

Obwohl das Objekt rund 300 Kilometer groß ist, befindet es sich derzeit immer noch vier Milliarden Kilometer von der Erde entfernt, was das Sammeln von Daten von seiner dunklen, kohlenstoffreichen Oberfläche zu einer anspruchsvollen wissenschaftlichen Herausforderung macht: “Es ist, als würde man einen riesigen Kohleberg gegen die pechschwarze Leinwand des Nachthimmels beobachten”, erläutert Koautor Thomas Puzia von der Pontificia Universidad Católica de Chile. “2004 EW95 bewegt sich nicht nur, er ist auch sehr lichtschwach”, fügt Seccull hinzu. “Wir mussten eine ziemlich ausgefeilte Verarbeitungstechnik anwenden, um so viel wie möglich aus den Daten herauszuholen.”

Zwei Merkmale in den Spektren des Objekts waren demnach besonders auffällig und entsprachen dem Vorhandensein von Eisenoxiden und Phyllosilikaten. Das Vorhandensein dieser Materialien war noch nie zuvor in einem KBO bestätigt worden und legt nahe, dass sich 2004 EW95 einst im inneren Sonnensystem gebildet hatte.

“Angesichts der heutigen Lage von 2004 EW95 in den eisigen Außenbereichen des Sonnensystems bedeutet dies, dass er in der Frühzeit des Sonnensystems von einem migrierenden Planeten in seine gegenwärtige Umlaufbahn geschleudert wurde”, so Seccull abschließend. Zwar gab es auch schon zuvor Spektren anderer ungewöhnlicher KBOs, aber keine konnten in dieser Qualität bestätigt werden. Für Astronomen ist die Entdeckung eines kohlenstoffhaltigen Asteroiden im Kuipergürtel ein wichtiger Nachweis für eine der grundlegenden Vorhersagen dynamischer Modelle des frühen Sonnensystems.

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