Keine langweiligen Kartoffeln

Asteroiden gelten als Bedrohung für die Erde – und sind wie nie zuvor im Fokus der Raumfahrtagenturen. Während Astronomen immer mehr über sie erfahren, eröffnet sich eine faszinierende neue Sphäre.

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Der kartoffelförmige Asteroid Ida mit winzigem Mond Dactyl

Asteroiden bedeuten Gefahr: Als Geologe lernt man viel über weltweite Erdbeben, über Tsunamis und Ascheregen, über strauchelnde Dinosaurier. Asteroiden können große Teile des Lebens auf der Erde beenden – und haben das in der Vergangenheit auch schon getan. Auch Raumfahrtagenturen vermitteln dieses Bild allzu gerne, die diese Woche wieder einmal auf einer Tagung über die Gefahren aus dem All informieren wollen. Ein Werbefilm der ESA erinnert stark an Szenen aus dem Film „Armageddon“.

Dabei gibt es noch ein anderes Bild von Asteroiden, ein friedlicheres und vielfach faszinierenderes: Asteroiden sind nämlich keine langweiligen, kartoffelförmigen und toten Brocken, die nur deshalb interessant sind, dass sie wie eine schief getroffene Billardkugel der Erde zu nahe kommen. Dieses Bild ist völlig veraltet. Durch neue Beobachtungsmethoden und immer ausgefeiltere Raumsonden hat sich unser Bild von den Brocken im All gehörig gewandelt. Mit zwei derzeit aktiven Raumsonden befinden wir uns mitten in diesem Erkenntnisprozess.

Zwei ernst blickende Ingenieure stehen im Kontrollraum der ESA
Ausschnitt aus einem Video über den bevorstehenden Einschlag eines hypothetischen Asteroiden

Wie aus einer Lücke eine immense Familie wurde

Asteroiden kennen wir noch nicht lange: Die ersten von ihnen wurden erst nach den Planeten Uranus und Neptun entdeckt, während Kometen beispielsweise schon seit dem Altertum bekannt sind. Zwar war den Astronomen eine Lücke zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter aufgefallen, sie vermuteten darin aber einen weiteren Planeten. In seinem Buch Illustrierte Himmelskunde von 1911 beschreibt Johannes Riem den ersten Fund eines Asteroiden ein Jahrhundert zuvor:

„Die Lücke zwischen Mars und Jupiter war in der Tat auffallend, und es war die allgemeine Ansicht, dass man durch systematisches Suchen den fehlenden Körper schon finden werde. Und das gelang in der Tat durch einen glücklichen Zufall, in dem [Giuseppe] Piazzi in Palermo am 1. Januar des Jahres 1801, also in der ersten Nacht des 19. Jahrhunderts, einen Stern auffand, der sich, wie die nächsten Abende zeigten, auffallenderweise zwischen den Sternen bewegte und sich dadurch als Planet erwies. Es war der erste der kleinen Planeten, die Ceres.“

Dem Namen nach sind Asteroiden Sternenartige, aber die Begrifflichkeiten waren schon damals schwammig: Riem schreibt von Planeten, Planetoiden und sogar Körperchen. Denn im Laufe des 19. Jahrhunderts war klar geworden, dass es sich im Vergleich zu Planeten um winzige Objekte handelt. Nur das größte unter ihnen, nämlich die vom katholischen Priester Piazzi entdeckte Ceres, stieg durch Votum der Internationalen Astronomischen Union von 2006, mehr als 200 Jahre später, zum Zwergplaneten auf.

Die Zahl der Asteroiden ist riesig, wobei wir heute einen guten Überblick haben: 745.000 Asteroiden im gesamten Sonnensystem sind bekannt, allein der Asteroidengürtel besitzt schätzungsweise über eine Million von ihnen. Über 14.000 der bekannten Brocken zählen zu den Erdbahnkreuzern. Dieser Katalog der Familie dürfte in wenigen Jahren nochmals stark anwachsen, wenn die Orbits bislang unbekannter Asteroiden aus den Positionsdaten des Gaia-Himmelsvermessers der ESA herausgerechnet werden können.

Alle Asteroiden-Entdeckungen zwischen 1980 und 2010 (Video: Scott Manley)

Asteroiden haben Monde – und schaffen sich neue

Die erste Raumsonde flog im Jahr 1991 an einem Asteroiden vorbei, als die NASA-Sonde Galileo auf dem Weg zum Jupiter den Asteroidengürtel kreuzte. Während vom Asteroiden 951 Gaspra tatsächlich Bilder jener sprichwörtliche Kartoffel im All übertragen wurden, gab es bei einem weiteren Asteroiden zwei Jahre später eine Überraschung: Galileo beobachtete in der Nähe von 243 Ida einen zweiten Lichtfleck, einen Mond! Dieser Brocken erhielt später den Namen Dactyl. Die Oberflächen beider Körper scheinen sich in Details zu unterscheiden, was aber wohl vor allem mit ihrer Größe zusammenhängt. Beispielsweise kann sich auf einem kleinen Körper wie Dactyl keine dicke Schicht aus Regolithstaub bilden. Vermutlich entstanden aber Asteroid Ida und sein Mond vor rund 100 Millionen Jahren gemeinsam aus einem größeren Asteroiden – und kreisen seither umeinander.

Zwar ist es denkbar, dass ein Asteroid sich einen vorbeifliegenden kleineren Brocken einfängt – aber extrem unwahrscheinlich. Selbst die Schwerkraft der größten Asteroiden ist gering – und auch im Hauptgürtel kreisen die Brocken schlicht in zu großem Abstand voneinander, als dass sich zwei Körper zufällig und mit langsamer Geschwindigkeit begegnen würden, um auf ewig zusammen zu bleiben.

Asteroiden brechen aus

Lange wurden Objekte des Sonnensystems klar unterteilt: Da sind Kometen, die auf ellipsenförmigen Bahnen sehr weit hinaus ins All fliegen und immer wieder kurz an der Sonne vorbeifliegen. Nur nahe der Sonne kann sich das Eis unter ihrer Oberfläche erhitzen und schließlich als Dampf entweichen, wodurch zeitweise ein schimmerndes Halo oder sogar ein gewaltiger Schweif entsteht. Auf der anderen Seite sind die Asteroiden: unveränderliche Körper, die auf ewig stoisch die Sonne umkreisen. Wenn sie einmal Wassereis besaßen, ist das entweder längst verdampft – oder bleibt wegen der großen Entfernung zur Sonne auf ewig hart gefroren. So dachte man.

Schon 1979 entdeckten Eric Elst und Guido Pizarro allerdings einen Hauptgürtel-Asteroiden mit einem Schweif. So etwas durfte nach der Lehrmeinung nicht sein: Schweife bilden doch nur Kometen aus. Weit gefehlt, denn heute sind mindestens 33 dieser aktiven Brocken bekannt. Manche werden mittlerweile als Kometen bezeichnet, obwohl sie eindeutig auf Asteroiden-Bahnen kreisen. Die Schweife existieren nur für einige Monate; für den Rest des mehrere Erdjahre langen Sonnenumlaufs sind die Körper unauffällig.

Ein blauer Asteroid mit einem langen Schweif
Hubble-Aufnahme Asteroid P/2010 A2, der 2010 einen Schweif bildete
Aus Asteroid Bennu fliegen helle Bröckchen in die Höhe
Ausbruch auf Asteroid Bennu
Radarbild und Animation von Asteroid 54509 YORP
Radarbild und Animation von Asteroid 54509 YORP, an dem der YORP-Effekt erstmals nachgewiesen wurde
Blaue verwaschene Striemen um einen hellen Fleck, als Asteroid P/2013 R3 zerbricht
Asteroid P/2013 R3 zerbricht

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