Asteroiden und Meteoriten müssten eigentlich aus demselben Material bestehen – so jedenfalls die gängige Lehrmeinung. Doch bisher ergaben Untersuchungen stets genügend Unterschiede, um Zweifel darüber aufrecht zu erhalten, ob Asteroiden tatsächlich die Quelle der auf der Erde gefundenen Meteoriten sein können. Ein neuer, jetzt in „Nature“ veröffentlichter Vergleich belegt jetzt jedoch, dass die Weltraumverwitterung diese Unterschiede erklären kann.
Als Meteorit wird ein Himmelskörper dann bezeichnet, wenn er auf die Erde trifft und dabei nicht in der Atmosphäre verdampft, sondern auf der Erdoberfläche einschlägt. Asteroiden sind kleine Himmelskörper, die sich auf meist sehr exzentrischen Umlaufbahnen um die Sonne bewegen. Ein Großteil von Ihnen ist auf den Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter konzentriert, ein weiterer Asteroidengürtel, der Kuiper-Gürtel, umgibt das Sonnensystem außerhalb der Neptunbahn. Lange schon vermuteten die Astronomen, dass ein Großteil der auf der Erde gefundenen Einschläge von solchen Asteroiden herrührt.
Spektrallinien unterschieden sich
“Sie sind so häufig, dass es auch viele, viele Asteroidenquellen für sie geben muss”, so Takahiro Hiroi, Hauptautor der Studie und Forscher an der Brown Universität. „Aber bisher konnten wir keine finden, die eindeutig übereinstimmten.“ Für seine Studie suchte der Wissenschaftler zahlreiche Museen auf und sammelte Dutzende von Proben frischer, erst vor kurzer Zeit gefallener Meteoriten. Proben, bei denen Regen und Luft der Erde die chemische Zusammensetzung durch Oxidation bereits stark verändert hatte, bleiben dabei außen vor.
Der eigentliche Vergleich geschah mithilfe der Spektralanalyse. Der Forscher und seine Kollegen verglichen die Nahinfrarot-Spektrallinien der Meteoritenproben mit den Spektrallinien des erdnahen, rund 550 Meter großen Asteroiden Itokawa. Da dieses Linienmuster Aufschluss über die chemische Zusammensetzung des jeweiligen Materials liefert, konnten die Wissenschaftler so chemische Ähnlichkeiten oder Unterschiede feststellen.
Verwitterung verändert Asteroidenspektren
Die Untersuchungen ergaben, dass die Unterschiede in den Reflektionsspektren durch einen speziellen chemisch-physikalischen Prozess erklärt werden können, dem die Asteroiden im All ausgesetzt sind: die Weltraumverwitterung. Über Millionen von Jahren hinweg verdampft der konstante Einfluss von energiereichen Ionen und mikroskopische kleinen Partikeln einen Teil der Asteroidenoberfläche und hinterlässt im Gegenzug einen dünnen Film von Ablagerungen, der die optischen Eigenschaften der Asteroiden verändert. Stark verwitterte Bereiche auf Asteroiden erscheinen dabei dunkel und rötlich.
Hiroi identifizierte diese Effekte, als er Spektren von der hellen und der dunklen Seite des Asteroiden Itokawa mit denen des im Irak niedergegangenen Meteoriten Alta'ameem verglich. Es zeigte sich, dass ihre Spektren nahezu identisch waren, wenn man die Effekte der Weltraumverwitterung abrechnete. Die Verwitterung erzeugt eine Reduktion der optischen Pfadlänge – und zeigt damit kleinere Körnergrößen der Oberfläche an – und erhöht den Anteil von winzigen Eisenpartikeln an der Asteroidenoberfläche.
Hinweise auf eine solche Weltraumverwitterung hat es bereits zuvor auf Monden und großen Asteroiden gegeben, aber so eindeutige Belege für ihre Wirkung auch bei kleineren Asteroiden sind neu. Bisher nahm man an, dass solche kleineren Himmelskörper wegen ihrer geringen Schwerkraft auch den Film aus verwittertem Material schnell wieder verlieren. Hiroi hat nun beweisen, dass dies nicht der Fall ist.
(Brown University, 12.09.2006 – NPO)
