Der Asteroidengürtel, der die Geheimnisse des „gescheiterten Planeten“ zwischen Mars und Jupiter birgt

Wo sollten wir suchen, um die Ursprünge des Sonnensystems aufzudecken? Um eine Analogie zur Archäologie zu ziehen: Die „Ausgrabungen“ müssten zweifellos im Asteroidengürtel stattfinden, der sich zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter befindet.

Dort finden wir die ältesten Artefakte des Sonnensystems: Proben, die ihre ursprüngliche chemische Zusammensetzung bewahrt haben, sowie unschätzbare Informationen über die Gravitationsdynamik, die zur Entstehung der Planeten, insbesondere der Gesteinsplaneten, geführt hat.

Eine uralte Population von Asteroiden, die zwischen Mars und Jupiter gefangen ist

Der Bereich im Weltraum zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter ist von Millionen von Gesteinskörpern bevölkert. Dieser Bereich ist als „Hauptasteroidengürtel“ bekannt.

Asteroiden, Gesteinskörper, deren Durchmesser mehrere Dutzend Kilometer erreichen kann, fungieren als eine Art Zeitkapsel. Sie sind Fossilien, die unschätzbare Informationen über das frühe Sonnensystem bewahren.

Auch wenn ihre Oberflächen, die den Einflüssen des Sonnenwinds und der Strahlung ausgesetzt sind, möglicherweise chemische Veränderungen durchlaufen haben, ist ihr Inneres noch genau so, wie es vor Milliarden von Jahren war. Die Analyse der chemischen Zusammensetzung des Materials im Inneren eines Asteroiden eröffnet einen Einblick in eine sehr ferne Vergangenheit.

Hypothesen über die Entstehung des Asteroidengürtels

Die Hypothesen über den Ursprung dieses Asteroidengürtels haben sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt. Während zunächst die faszinierende Vorstellung vorherrschte, er bestehe aus Fragmenten eines Gesteinsplaneten, der einst zwischen Mars und Jupiter kreiste, bevor er durch einen Einschlag zerschmettert wurde, geht die heute am weitesten verbreitete Hypothese davon aus, dass diese Körper vielmehr einen „gescheiterten Planeten“ darstellen.

Gesteinsplaneten entstehen durch einen Prozess, der als „Akkretion“ bezeichnet wird.

Die Staubkörner in der die Sonne umgebenden protoplanetaren Scheibe verbanden sich zu größeren Körnern; dieser Prozess setzte sich fort und führte nach und nach zur Entstehung von Gesteinskörpern zunehmender Größe: den sogenannten Planetesimalen.

Als diese Körper miteinander kollidierten, verschmolzen sie zu noch größeren Gesteinsmassen, die schließlich eine ausreichende Masse erreichten, um andere Gesteinsbrocken durch ihre Schwerkraft anzuziehen und letztendlich einen voll ausgebildeten Gesteinsplaneten zu bilden.

Zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter kam es jedoch zu einer Störung, wodurch dieser Akkretionsprozess, der höchstwahrscheinlich zur Entstehung eines Gesteinsplaneten geführt hätte, scheiterte.

Es wird angenommen, dass Jupiter für dieses Scheitern verantwortlich ist. Mit seiner immensen Anziehungskraft behinderte dieser Riesenplanet den Akkretionsprozess. Indem er die kinetische Energie der Asteroiden erhöhte und so als eine Art gravitationeller Schleuder wirkte, begünstigte er zerstörerische Kollisionen anstelle solcher, die zu einer Zusammenballung geführt hätten, und verhinderte so die Entstehung von Gesteinskörpern ausreichender Größe.

Verschiedene Studien und dynamische Simulationen deuten darauf hin, dass sich einige dieser Asteroiden zwar genau dort gebildet haben, wo wir sie heute beobachten, andere jedoch dorthin gewandert sind und durch die Schwerkraft sowohl aus inneren als auch aus äußeren Regionen des Sonnensystems dort festgehalten wurden. Ihr Ursprung in so unterschiedlichen Regionen des Sonnensystems erklärt, warum sie eine derart vielfältige chemische Zusammensetzung aufweisen.

Die archäologischen Ausgrabungen haben bereits begonnen

Um auf die Analogie zur Archäologie zurückzukommen: Die von den Astronomen durchgeführten „Ausgrabungen“ haben bereits begonnen.

Der Asteroid Bennu beispielsweise wurde von der OSIRIS-REx-Mission der NASA besucht, die Material von der Oberfläche des Asteroiden sammelte und wertvolle Gesteinsproben zur Erde zurückbrachte.

Analysen, die auf der Erde durchgeführt wurden, ergaben das Vorhandensein organischer Verbindungen und sogar Staubkörner, die älter sind als das Sonnensystem selbst: jene interstellaren Staubkörner, aus denen später die Sonne entstehen sollte.

Untersuchungen zu Ceres deuten darauf hin, dass dieser Zwergplanet in der Vergangenheit möglicherweise flüssiges Wasser und hydrothermale Aktivität im Untergrund beherbergte, wodurch günstige Bedingungen für die Entstehung präbiotischer Moleküle entstanden.

Der metallische Asteroid 16 Psyche wird das nächste Untersuchungsobjekt im Rahmen der Psyche-Mission der NASA sein. Durch einen Einschlag liegt der Kern dieses Asteroiden frei – eine Besonderheit, die die Untersuchung seiner chemischen Zusammensetzung und inneren Struktur erleichtern wird.

Der Asteroidengürtel ist nach wie vor ständigen Kollisionen und Gravitationskräften ausgesetzt, die durch den Einfluss des Jupiter verursacht werden. Jüngste Studien deuten darauf hin, dass der Gürtel aufgrund gegenseitiger Zusammenstöße zunehmend an Masse verliert.

Einerseits zermalmen diese Einschläge Asteroiden und verstreuen deren Staub in den interplanetaren Raum; andererseits können die bei den Kollisionen entstehenden Fragmente in Richtung des inneren Sonnensystems abgelenkt werden und schließlich zu Meteoriten oder erdnahen Asteroiden werden. Das Verständnis dieser Dynamik ist auch für die planetare Verteidigung von entscheidender Bedeutung.

Die Erforschung des Hauptasteroidengürtels ist auch für die Exoplanetenforschung von Bedeutung, da sie Aufschluss darüber gibt, wie sich Planetensysteme um andere Sterne bilden könnten.

Abgesehen von der negativen Konnotation, ein „gescheiterter Planet“ zwischen Mars und Jupiter zu sein, fungiert der Asteroidengürtel als Archiv, das eine Fülle von Informationen über die Entstehungsgeschichte des Sonnensystems preisgeben kann.