Astronomische Geheimnisse: Versteckt die Venus gefährliche Asteroiden?

Forscher warnen vor Asteroiden, die die Venus umkreisen und für unsere Teleskope unsichtbar sind. Jüngste Simulationen legen nahe, dass sie in naher Zukunft eine echte Bedrohung für die Erde darstellen könnten.

Die Quelle des Staubrings auf der Venus ist eine Gruppe von bisher unentdeckten koorbitalen Asteroiden. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA/Mary Pat Hrybyk-Keith.
Die Quelle des Staubrings auf der Venus ist eine Gruppe von bisher unentdeckten koorbitalen Asteroiden. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA/Mary Pat Hrybyk-Keith.

Obwohl 20 Asteroiden bekannt sind, die eine gemeinsame Umlaufbahn mit der Venus haben, weisen die meisten von ihnen stark exzentrische Bahnen auf. Diese bisher unsichtbaren Objekte könnten kreisförmigere Bahnen haben, was die Unsicherheit über ihre Gefährlichkeit erhöht. Die co-orbitalen Asteroiden der Venus befinden sich in einer Art Gravitationstanz mit dem Planeten. Einige nehmen sogar die Form eines Hufeisens an, während andere die Lagrange-Punkte L4 und L5 umkreisen. Diese Resonanz verhindert zwar Kollisionen mit der Venus, hält sie aber nicht von der Erde fern, vor allem dann nicht, wenn ihre Umlaufbahn die unsere kreuzt.

Simulationen zeigen, dass sich einige dieser Körper bis auf 0,0005 Astronomische Einheiten an unseren Planeten annähern können, was aus astronomischer Sicht eine sehr geringe Entfernung ist. Sind sie größer als 140 Meter im Durchmesser, können sie bereits als potenziell gefährliche Asteroiden (PHA) eingestuft werden. Ein Einschlag eines dieser Objekte, wie sie in der Studie analysiert wurden, könnte zwischen 1,5 und 4,1 Millionen Tonnen TNT freisetzen, genug, um eine ganze Stadt zu zerstören oder Tsunamis auszulösen, wenn es ins Meer stürzt: ein Ereignis der Stufe 8 auf der Turiner Skala.

Die Schwierigkeit, das Verborgene zu sehen

Die wahrscheinlichste Erklärung dafür, warum wir sie noch nicht gesehen haben, ist eine Verzerrung der Beobachtung, denn Asteroiden mit geringer Exzentrizität nähern sich der Erde nur selten und bleiben in der Nähe des Sonnenlichts, so dass es fast unmöglich ist, sie mit herkömmlichen bodengestützten Teleskopen zu entdecken. Mithilfe von Modellen wie NEOMOD3 konnten die Wissenschaftler ausschließen, dass sich weniger Asteroiden mit kreisförmigen Bahnen bilden; im Gegenteil, die Simulationen zeigen, dass es in der Nähe der Venus viele geben sollte.

Das heißt, das Problem ist nicht ihre Abwesenheit, sondern dass wir sie aufgrund ihrer Flugbahn nicht sehen können. Das Vera C. Rubin-Observatorium in Chile könnte helfen, sie unter ganz bestimmten Bedingungen aufzuspüren: kurz vor Sonnenaufgang oder nach Sonnenuntergang, bei einer Höhe von mehr als 20° und einer scheinbaren Helligkeit unter 23,5. Wir müssen jedoch bedenken, dass diese Beobachtungsfenster kurz und selten sind.

Außerdem sind Asteroiden mit stärker geneigten oder exzentrischen Bahnen besser sichtbar, was zu der falschen Vorstellung geführt hat, dass alle Venus-nahen Asteroiden so sind, während die Realität viel beunruhigender sein könnte: Es gibt eine ganze unsichtbare Population, die wir noch nicht aufgespürt haben.

Simulieren, was wir noch nicht sehen

Zur weiteren Untersuchung erstellten die Wissenschaftler Modelle, die Hunderte von fiktiven Asteroiden mit unterschiedlichen Umlaufbahnen in der Nähe der Venus simulierten. Dabei verwendeten sie einen halb-analytischen Ansatz in Kombination mit langfristigen numerischen Integrationen, um zu beobachten, wie sie sich entwickeln und der Erde nähern könnten. Die Simulationen erstreckten sich über einen Zeitraum von 36.000 Jahren - das Dreifache des typischen Umlaufzyklus dieser Körper - und analysierten ihr Verhalten bei verschiedenen Exzentrizitäts- und Neigungsgraden. Sie fanden heraus, dass Objekte mit geringer Exzentrizität und geringer Inklination eher zu nahen Begegnungen mit der Erde neigen.

Astronomen entdecken weitere Asteroiden, die die Venus umkreisen und eine Gefahr für die Erde darstellen. Kredit: NASA/LPI

Auf der Grundlage dieser Ergebnisse haben wir ermittelt, wie oft sie unter idealen Bedingungen von der Erde aus sichtbar wären. Der Prozentsatz der Sichtbarkeit war bei exzentrischeren Objekten höher, was bestätigt, dass unsere Erkennungsfähigkeit verzerrt ist. Außerdem wirkte sich die Neigung interessanterweise nicht so stark auf die Sichtbarkeit aus wie erwartet. Diese Arbeit zeigte auch, dass einige dieser simulierten Objekte Helligkeitsstufen erreichen können, die ausreichen, um von modernen Observatorien entdeckt zu werden... wenn wir wissen, wo und wann wir hinschauen müssen, aber in vielen Fällen treten diese idealen Momente während kurzer Zeiträume im Jahr auf.

Eine neue Grenze: Suche von der Venus aus

Da bodengestützte Beobachtungen durch die Atmosphäre begrenzt sind, wird der Einsatz von Raumsonden in Venus-nahen Umlaufbahnen in Betracht gezogen. Simulationen einer hypothetischen Umlaufbahn um den Venusäquator ergaben wesentlich stabilere und vorhersehbarere Bedingungen für die Beobachtung von koorbitalen Asteroiden. Eine der vielversprechendsten Ideen ist die CROWN-Mission, die eine Konstellation von sieben Sonden vorsieht: ein Mutterschiff und sechs Teleskope. Diese Sonden würden strategisch in ähnlichen Umlaufbahnen wie die der Venus platziert, mit weitem Blick von der Sonne, und sollen bis zu 94 % der Objekte in dieser Region aufspüren.

Es wurden auch Missionen wie NEO Surveyor vorgeschlagen, deren Start nach 2027 möglich wäre. Diese Sonde würde den L1-Punkt zwischen der Erde und der Sonne umkreisen und Beobachtungen bei geringer Sonnenausdehnung ermöglichen, also genau dort, wo sich diese Asteroiden zu verstecken pflegen. Die Wissenschaft ist sich heute darüber im Klaren, dass wir zum besseren Verständnis der kosmischen Risiken andere Blickwinkel einnehmen müssen, und die Beobachtung von der Venus (oder in der Nähe des Planeten) könnte der Schlüssel sein, um die verborgene Population von Asteroiden zu finden, die bisher unsichtbar und potenziell hochgefährlich ist.