Sonnensystem: Einzigartiges Relikt entdeckt

Verblüffender Fund: Ein vermeintlicher Komet vom eisigen Rand des Sonnensystems hat sich überraschend als „ausgestoßener“ Asteroid entpuppt. Ursprünglich in Sonnennähe entstanden, wurde er in der Frühzeit des Sonnensystems weit nach außen geschleudert. In den kalten Weiten der Oortschen Wolke blieb der Asteroid seither nahezu unverändert „eingefroren“ – und ist damit ein einzigartiger Zeitzeuge für die Frühzeit unseres Sonnensystems, so die Forscher im Fachmagazin „Science Advances“.

Lange Zeit schien die Unterscheidung klar: Asteroiden bestehen aus Gestein oder Metall und kreisen im inneren Sonnensystem, beispielsweise im Asteroidengürtel. Kometen dagegen sind eisreiche Brocken aus der Oortschen Wolke am Rand des Sonnensystems. Kommen sie bei einem ihrer seltenen Besuche der Sonne näher, bilden sie einen langen Schweif aus Staub und Gasen. So weit, so klar getrennt.

Rätselhafte Sonderlinge

Doch inzwischen haben Astronomen immer mehr rätselhafte Zwitter entdeckt: Im Asteroidengürtel gibt es gleich mehrere Brocken, die ähnlich wie Kometen einen Schweif ausbilden. Andere enthalten ungewöhnlich viel Eis. Forscher vermuten daher, dass es sich um schlafende Kometen handeln könnte – Objekte aus dem äußeren Sonnensystem, die vom Asteroidengürtel eingefangen wurden.

Karen Meech von der University of Hawaii und ihre Kollegen haben nun erstmals den umgekehrten Fall entdeckt: Einen Asteroiden, der ursprünglich in Sonnennähe entstand, dann aber weit nach außen geschleudert wurde. Er ist das erste bekannte Objekt, das sich auf einer langperiodischen Kometen-Umlaufbahn befindet und dennoch die Eigenschaften eines urzeitlichen Asteroiden aus dem inneren Sonnensystem besitzt.

Die Bahn von C/2014 S3 (PANSTARRS) entspricht der eines langperiodischen Kometen © ESO/ L. Calçada

Ein Komet ohne Schweif

Entdeckt wurde C/2014 S3 (PANSTARRS) im September 2014, als er rund doppelt so weit von der Sonne entfernt war wie die Erde. Auf den ersten Blick erschien er dabei wie ein ganz normaler Komet: Seine Bahn ist stark exzentrisch und reicht mehr als 2.000 astronomische Einheiten weit ins All hinaus – bis in die Oortsche Wolke hinein, die klassische Heimat solcher Kometen. Für einen Umlauf benötigt der Brocken gut 860 Jahre.

Etwas allerdings war seltsam: Dieser Komet hatte trotz seiner relativen Sonnennähe fast keinen Schweif. Er war eine Million Mal weniger aktiv als ein Komet in dieser Position normalerweise. Die Forscher stuften C/2014 S3 daher zunächst als „Manx-Komet“ ein – benannt nach den schwanzlosen Katzen gleichen Namens. Jetzt haben Meech und ihre Kollegen mit Hilfe des Very Large Telescope (VLT) in Chile und dem Canada France Hawaii Telescope das Lichtspektrum dieses vermeintlichen Kometen genauer analysiert.

Uralter Asteroid auf Abwegen

Das überraschende Ergebnis: C/2014 S3 ist völlig anders zusammengesetzt als ein normaler Komet. Statt vornehmlich aus Eis mit untergemischtem Staub besteht er aus massivem Gestein. Noch seltsamer aber: „Seine Oberfläche entspricht der der S-Typ-Asteroiden, wie sie typischerweise im inneren Asteroidengürtel vorkommen“, berichten die Astronomen. „Sein Spektrum passte zu keinem anderen Objekt, weder einem Komet, noch einem Asteroid einer anderen Klasse.“

Die Spektralanalysen ergaben zudem, dass das Material dieses Asteroiden trotz eines Alters von mehreren Milliarden Jahren noch völlig ursprünglich und seit der Urzeit nahezu unverändert erhalten ist. „Wir kennen bereits unzählige Asteroiden, aber sie alle waren über Milliarden von Jahren hinweg der hohen Temperatur der Sonne ausgesetzt“, erklärt Meech. „Hier haben wir den ersten Asteroiden, der noch nicht in die Nähe der Sonne gekommen ist: Er wurde in der besten Tiefkühltruhe konserviert, die es gibt.“

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„Rauswurf“ durch Jupiter?

Trotz seiner kometenähnlichen Bahn muss es sich bei C/2014 S3 daher um einen ehemaligen Bewohner des inneren Sonnensystems handeln, so die Schlussfolgerung der Forscher. Wie aber gelangte dieser Asteroid in die Oortsche Wolke und auf einer langperiodischen Kometenbahn? Eine Möglichkeit wäre der „Rauswurf“ durch einen der großen Gasplaneten, wie die Forscher erklären.

Nach einer der Theorien zum frühen Sonnensystem kreiste der Jupiter nicht immer in seiner heutigen Bahn, sondern wechselte als Protoplanet seinen Orbit. Diese Planetenwanderung könnte die Bildung der Erde ermöglicht, den Mars dagegen kleingehalten haben. Diese Wanderung könnte aber auch dafür verantwortlich sein, dass einige Asteroiden wie C/2014 S3 aus ihren Bahnen gerissen und weit hinaus in die Oortsche Wolke geschleudert wurden.

„Wir haben den ersten Gesteinskometen gefunden, und wir suchen nach weiteren“, erklärt Koautor Olivier Hainaut von der ESO. „Abhängig davon, wie viele wir finden, wird uns das Aufschluss darüber geben, ob die Gasplaneten, als sie jung waren, quer durchs Sonnensystem getanzt sind oder ob sie leise aufgewachsen sind, ohne sich groß zu bewegen.“ (Science Advances, 2016; doi: 10.1126/sciadv.1600038)

(ESO/ AAAS, 02.05.2016 – NPO)