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Was sind Asteroiden?

Vor 4,6 Milliarden Jahren entstand unser Sonnensystem aus einer Ansammlung von Gas und Staub, die unsere aufstrebende Sonne umgeben. Während ein Großteil des Gases und des Staubs in dieser protoplanetaren Scheibe zu den Planeten verschmolzen, blieb ein Teil der Trümmer übrig.

Einige der Trümmer waren zerschmetterte Überreste von Planetesimalen – Körper im Sonnennebel der jungen Sonne, die nie groß genug wurden, um Planeten zu werden, und Wissenschaftler vermuten, dass große Kollisionen im frühen, chaotischen Sonnensystem diese Planetesimale in kleinere Stücke pulverisierten. Andere Trümmer kamen aufgrund der massiven Anziehungskraft von Jupiter nie zusammen.

Diese felsigen Überreste sind jetzt dieAsteroidendie durch unser Sonnensystem reisen. Da diese „Überbleibsel“ Hinweise auf die Anfänge unseres Sonnensystems enthalten, sind Wissenschaftler bestrebt, sie zu untersuchen.

Definition eines Asteroiden



Asteroiden sind felsige, metallische Körper, die die Sonne umkreisen. Sie werden aus verschiedenen Gesteinen und Metallen hergestellt, wobei die Metalle hauptsächlich Nickel und Eisen sind. Sie werden manchmal als „Kleinplaneten“ bezeichnet, aber sie sind viel, viel kleiner als die Planeten oder Monde. Sie haben keine Atmosphären, aber von etwa 150 Asteroiden ist bekannt, dass sie kleine „Monde“ haben, die sie umkreisen, und einige haben sogar zwei Monde. Es gibt auch binäre (Doppel-)Asteroiden, bei denen sich zwei etwa gleich große Gesteinskörper umkreisen, sowie Dreifach-Asteroidensysteme.

Mindestens ein Asteroid hat Ringe. Diese überraschende Entdeckung wurde 2013 gemacht, als Wissenschaftler den Asteroiden Chariklo vor einem Stern vorbeiziehen sahen. Der Asteroid ließ den Hintergrundstern mehrmals „blinken“, was zu der Entdeckung führte, dass zwei Ringe umgeben den Asteroiden .

Die Asteroiden des inneren Sonnensystems und Jupiter: Der donutförmige Asteroidengürtel befindet sich zwischen den Bahnen von Jupiter und Mars. Quelle: Wikipedia Commons

Die Asteroiden des inneren Sonnensystems und Jupiter: Der donutförmige Asteroidengürtel befindet sich zwischen den Bahnen von Jupiter und Mars. Quelle: Wikipedia Commons

Standort

Die meisten bekannten Asteroiden befinden sich im Asteroidengürtel, einem großen donutförmigen Ring zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter, und umkreisen ungefähr 2 bis 4 AE (186 Millionen bis 370 Millionen Meilen/300 Millionen bis 600 Millionen Kilometer) von der Sonne. (*Hinweis: 1 AE oder Astronomische Einheit entspricht der Entfernung von der Erde zur Sonne.)

Manchmal werden die Bahnen einiger Asteroiden durch gravitative Wechselwirkungen mit Planeten oder anderen Asteroiden gestört oder verändert und sie kommen der Sonne und damit der Erde näher. Diese Asteroiden sind als erdnahe Asteroiden bekannt und werden als NEAs klassifiziert, wenn ihre Umlaufbahnen sie innerhalb von 1,3 AE (121 Millionen Meilen/195 Millionen Kilometer) von der Erde bringen.



Asteroiden, die tatsächlich die Umlaufbahn der Erde kreuzen, werden als Erdkreuzer bezeichnet, und ein Asteroid wird als potenziell gefährlicher Asteroid (PHA) bezeichnet, wenn er weniger als 0,05 AE von der Erde kommt.

Neben dem Asteroidengürtel gab es jedoch in letzter Zeit unter Astronomen Diskussionen über die potenzielle Existenz einer großen Anzahl von Asteroiden in den Weiten unseres Sonnensystems im Kuipergürtel und in der Oortschen Wolke.

Anzahl der Asteroiden

Es gibt Millionen von Asteroiden in unserem Sonnensystem. Einige Wissenschaftler schätzen, dass der Asteroidengürtel zwischen 1,1 und 1,9 Millionen Asteroiden mit einem Durchmesser von mehr als 1 Kilometer (0,6 Meilen) hat, und Millionen kleinerer. Die meisten der unentdeckten Asteroiden sind wahrscheinlich die kleineren (weniger als 100 km im Durchmesser), die schwieriger zu entdecken sind. Andere Astronomen schätzen, dass es im gesamten Sonnensystem über 150 Millionen Asteroiden gibt. Ständig werden neue Asteroiden entdeckt.

Im Durchschnitt werden jeden Tag drei neue NEAs gefunden. Mit Stand vom 06.09.2015 wurden 13.024 erdnahe Objekte entdeckt. Etwa 875 dieser NEOs sind Asteroiden mit einem Durchmesser von etwa 1 Kilometer oder mehr. Außerdem wurden 1.609 dieser NEOs als potenziell gefährliche Asteroiden (PHAs) klassifiziert, aber es wird derzeit nicht erwartet, dass sie die Erde treffen. Überprüf den NASA NEO-Website für Updates.

Im Gegensatz zu populären Bildern, die in Science-Fiction-Filmen und -Bildern zu sehen sind, ist der Asteroidengürtel größtenteils leer. Laut NASA beträgt die durchschnittliche Entfernung zwischen Objekten im Asteroidengürtel mehr als 1-3 Millionen km. Die Asteroiden sind über ein so großes Volumen verteilt, dass Sie wahrscheinlich nicht auf einen Asteroiden stoßen würden, wenn Sie ein Raumfahrzeug durch den Asteroidengürtel schicken würden. Auch wenn es Millionen von Asteroiden im Asteroidengürtel gibt, sind die meisten klein. Astronomen sagen, wenn man sie alle zusammenzählt, wäre die Kombination kleiner als unser Mond.

Asteroiden sind nicht leicht zu erkennen, da sie oft aus dunklem Material bestehen und in der Dunkelheit des Weltraums schwer zu finden sind. Es gibt mehrere spezielle Durchmusterungen, die sowohl erdgestützte Teleskope als auch Raumsonden verwenden, die den Himmel nach Asteroiden absuchen. Sie beinhalten:

Catalina Sky Survey
Pan-STARRS
LINEAR
Weltraumuhr
NEOWISE

Hier finden Sie weitere Informationen zum NEO-Suchprogramm der NASA Hier .

Diese Animation von Scott Manley zeigt den Fortschritt neuer Asteroidenentdeckungen seit 1980. Es wurde mit Daten aus dem Minor Planet Center der IAU und Lowell-Observatorium .

Ceres im Vergleich zu bisher besuchten Asteroiden, darunter Vesta, Dawns Kartierungsziel im Jahr 2011. Bild von NASA/ESA/JAXA. Zusammengestellt von Paul Schenck.

Ceres im Vergleich zu bisher besuchten Asteroiden, darunter Vesta, Dawns Kartierungsziel im Jahr 2011. Bild von NASA/ESA/JAXA. Zusammengestellt von Paul Schenck.

Form und Größe

Die meisten Asteroiden haben eine unregelmäßige Form, einige sind jedoch fast kugelförmig, und sie sind oft von Einschlägen mit anderen Asteroiden durchlöchert oder mit Kratern versehen. Während sie sich auf elliptischen Bahnen um die Sonne drehen, rotieren die Asteroiden auch, haben einige recht unregelmäßige Bewegungen und purzeln buchstäblich durch den Weltraum.

Die Größe dessen, was als Asteroid klassifiziert wird, ist nicht sehr genau definiert, da ein Asteroid von einem Kieselstein über einige Meter Breite – wie ein Felsbrocken – bis hin zu Objekten mit einem Durchmesser von Hunderten von Kilometern reichen kann. Der größte Asteroid ist der Asteroid Ceres mit einem Durchmesser von etwa 952 km (592 Meilen), und Ceres ist so groß, dass er auch als Zwergplanet kategorisiert wird. Es ist bekannt, dass über 200 Asteroiden größer als 100 km (60 Meilen) sind, wobei sechzehn Asteroiden einen Durchmesser von 240 km (150 Meilen) oder mehr haben.

Asteroiden, die wir aus der Nähe gesehen haben, zeigen verschiedene Formen. Bildnachweis: NASA

Asteroiden, die wir aus der Nähe gesehen haben, zeigen verschiedene Formen. Bildnachweis: NASA

Die folgende Animation basiert auf einem 2008 eine Studie der Größenverteilung von Asteroidenfamilien anhand von Daten aus dem Sloan Digital Sky Survey und wurde erstellt von Alex Parker .

Komposition

Die meisten Asteroiden bestehen aus Gestein – einige bestehen aus Ton und Silikat – und verschiedenen Metallen, hauptsächlich Nickel und Eisen. Auf einigen Asteroiden wurden andere Edelmetalle gefunden, darunter Platin und Gold. Eine Vielzahl von Mineralien wurde auch auf verschiedenen Asteroiden gefunden, darunter Olivin und Pyroxen, die auch auf Meteoriten gefunden werden, die auf der Erde gelandet sind.

Die meisten Asteroiden enthalten große Mengen an Kohlenstoff, was bedeutet, dass sie der elementaren Zusammensetzung der Sonne genau folgen. Es gibt Hinweise darauf, dass Asteroiden auch Wasser oder Eis in ihrem Inneren enthalten, und Beobachtungen der Dawn-Mission zeigen Hinweise darauf, dass Wasser über die Oberfläche von Vesta geflossen sein könnte.

Einige Start-up-Unternehmen haben vorgeschlagen, Asteroiden für ihre Ressourcen abzubauen. Diese enthielten Planetare Ressourcen und Weltraumindustrie.

Weitere Informationen darüber, woraus Asteroiden bestehen, finden Sie unter unser Artikel hier.

Asteroiden unterscheiden sich von Kometen, die hauptsächlich aus Gestein und Eis bestehen. Kometen haben normalerweise Schweife, die aus Eis und Trümmern bestehen, die sublimieren, wenn sich der Komet der Sonne nähert. Asteroiden haben normalerweise keine Schwänze, auch nicht in Sonnennähe. Aber in letzter Zeit haben Astronomen einige Asteroiden gesehen, die Schwänze ausgetrieben haben, wie z Asteroid P/2010 A2 . Dies scheint zu passieren, wenn der Asteroid von anderen Asteroiden getroffen oder getroffen wurde und Staub oder Gas von ihren Oberflächen ausgestoßen wird, wodurch ein sporadischer Schweifeffekt entsteht. Diese sogenannten „aktiven Asteroiden“ sind ein neu erkanntes Phänomen, und zum Zeitpunkt dieses Schreibens wurden nur 13 bekannte aktive Asteroiden im Asteroidenhauptgürtel gefunden, und daher sind sie sehr selten.

Asteroidenklassifizierungen

Asteroiden haben verschiedene Klassifizierungen, basierend auf ihrem Standort und ihrer Beschaffenheit.

Standortklassifizierungen sind:

  1. Hauptgürtel-Asteroiden:(dazu gehören die meisten bekannten Asteroiden, die innerhalb des Asteroidengürtels zwischen Mars und Jupiter kreisen)
  2. Trojaner: Diese Asteroiden teilen sich eine Umlaufbahn mit einem größeren Planeten, kollidieren jedoch nicht mit diesem, da sie sich um zwei spezielle Orte in der Umlaufbahn (die sogenannten Lagrange-Punkte L4 und L5) sammeln. Dort wird die Anziehungskraft von Sonne und Planet durch die Tendenz eines Trojaners ausgeglichen, ansonsten aus der Umlaufbahn zu fliegen. Die Jupiter-Trojaner bilden die bedeutendste Population trojanischer Asteroiden. Es wird angenommen, dass sie so zahlreich sind wie die Asteroiden im Asteroidengürtel. Es gibt Mars- und Neptun-Trojaner, und die NASA gab 2011 die Entdeckung eines Erdtrojaners bekannt.
  3. Erdnahe Asteroiden: Diese Objekte haben Umlaufbahnen, die nahe an denen der Erde vorbeiziehen.

Dann gibt es Untergruppen von erdnahen Asteroiden, die nach ihrer Umlaufbahn kategorisiert werden.

  • schießtsind NEAs, deren Umlaufbahnen vollständig in der Umlaufbahn der Erde enthalten sind und einen Abstand von weniger als 1 AE haben. Sie sind nach dem Asteroiden 163693 Atira benannt.
  • Atenssind erddurchquerende NEAs mit großen Halbachsen kleiner als die der Erde, mit einem Abstand von weniger als 1 AE. Sie sind nach dem Asteroiden 2062 Aten benannt.
  • Apollossind erddurchquerende NEAs mit großen Halbachsen, die größer als die der Erde sind, mit einem Abstand von weniger als 1 AE. Sie sind nach dem Asteroiden 1862 Apollo benannt.
  • Liebesind erdnahe NEAs mit Umlaufbahnen außerhalb der Erdumlaufbahn, aber innerhalb der Umlaufbahn des Mars. Sie sind nach dem Asteroiden 1221 Amor benannt.

Klassifizierung nach der ZusammensetzungSagen Sie uns, woraus der Asteroid besteht, und dies hängt damit zusammen, wie weit von der Sonne ein Asteroid entfernt ist. Einige erlebten hohe Temperaturen, nachdem sie sich gebildet und teilweise geschmolzen hatten, wobei das Eisen ins Zentrum sank und basaltische (vulkanische) Lava an die Oberfläche drängte. Nur ein solcher Asteroid, Vesta, überlebt bis heute.Es gibt drei grundlegende Arten von Asteroiden:

  1. C-Typ (Chondrit)Asteroiden sind am häufigsten und machen etwa 75 Prozent der bekannten Asteroiden aus. Sie haben ein sehr dunkles Aussehen und bestehen wahrscheinlich aus Ton- und Silikatgestein. Sie gehören zu den ältesten Objekten im Sonnensystem. Es wird angenommen, dass ihre Zusammensetzung der der Sonne ähnelt, jedoch an Wasserstoff, Helium und anderen flüchtigen Stoffen verarmt ist. C-Typ-Asteroiden befinden sich hauptsächlich in den äußeren Regionen des Asteroidengürtels.
  2. S-Typen (steinig)bestehen aus Silikatmaterialien und Nickel-Eisen und machen etwa 17 Prozent der bekannten Asteroiden aus. Sie sind heller als der Typ C und dominieren den inneren Asteroidengürtel.
  3. M-Typen (metallisch)bestehen aus Nickel und Eisen und machen etwa 8 Prozent der bekannten Asteroiden aus. Sie sind heller als der Typ C und befinden sich in der mittleren Region des Asteroidengürtels.

Asteroideneinschläge mit der Erde

Wie wahrscheinlich ist es, dass unser Planet von einem großen Asteroiden oder Kometen getroffen wird? Wir wissen, dass Erde und Mond in der Vergangenheit viele Male von Asteroiden getroffen wurden, deren Umlaufbahnen sie in das innere Sonnensystem bringen. Sie können Bilder einiger der größten und spektakulärsten Einschlagskrater der Erde sehen Hier.

Studien zur Erdgeschichte zeigen, dass etwa alle 5.000 Jahre (im Durchschnitt) ein Objekt von der Größe eines Fußballfeldes auf die Erde trifft und erheblichen Schaden anrichtet. Im Durchschnitt alle paar Millionen Jahre trifft ein Objekt, das groß genug ist, um eine regionale oder globale Katastrophe auszulösen, die Erde.

Satellitenansichten der Chicxulub-Einschlagsstelle. Bildnachweis: NASA/JPL

Satellitenansichten der Chicxulub-Einschlagsstelle. Bildnachweis: NASA/JPL

Es gibt starke wissenschaftliche Beweise dafür, dass Asteroideneinschläge eine wichtige Rolle bei den in den Fossilien der Erde dokumentierten Massensterben gespielt haben. Es ist allgemein anerkannt, dass ein Einschlag eines Asteroiden oder Kometen mit einem Durchmesser von mindestens 10 Kilometern auf der Halbinsel Yucatan, bekannt als Chicxulub-Krater, vor 65 Millionen Jahren mit dem Aussterben der Dinosaurier in Verbindung gebracht wird.

Wir kennen nur eine Handvoll neuer großer Asteroideneinschläge. Eine ist die waldzerstörende Tunguska-Explosion über Sibirien von 1908 (die möglicherweise das Ergebnis eines Kometen war) und eine andere ist die Februar 2013 Meteor, der über Tscheljabinsk explodierte , zerbrochene Fensterscheiben und verletzte viele, meist durch Glasscherben.

Aber a aktuelle Studie der B612 Foundation fanden heraus, dass es 26 explosive Airburst-Ereignisse gab, die dem Tscheljabinsk-Ereignis von 2000 bis 2013 ähnlich waren. Die Explosions-Asteroiden hatten eine Energieabgabe von einer bis 600 Kilotonnen.

Die NASA sagt, dass etwa einmal im Jahr ein Asteroid von der Größe eines Autos auf die Erdatmosphäre trifft, einen beeindruckenden Feuerball erzeugt und verglüht, bevor er die Oberfläche erreicht.

NEOs stellen heute noch eine Gefahr für die Erde dar, aber die NASA, die ESA und andere Weltraumbehörden haben Suchprogramme, die Hunderttausende von Hauptgürtel-Asteroiden und Kometen entdeckt haben. Keiner stellt derzeit eine Bedrohung für die Erde dar. Mehr zu diesem Thema erfahren Sie unter Website des Near Earth Object Program der NASA.

Wie Asteroiden benannt werden

Das Committee on Small Body Nomenclature der Internationalen Astronomischen Union genehmigt die Namen für Asteroiden, aber Vorschläge kommen von Wissenschaftlern und aus der Öffentlichkeit. Asteroiden erhalten auch eine Nummer, zum Beispiel (99942) Apophis. Das Harvard Smithsonian Center for Astrophysics führt eine recht aktuelle Liste von Asteroidennamen.

Alle Asteroiden und Kometen, die von Raumfahrzeugen besucht wurden, Stand November 2010 Credits: Montage von Emily Lakdawalla. Ida, Dactyl, Braille, Annefrank, Gaspra, Borrelly: NASA / JPL / Ted Stryk. Steins: ESA / OSIRIS-Team. Eros: NASA / JHUAPL. Itokawa: ISAS / JAXA / Emily Lakdawalla. Mathilde: NASA / JHUAPL / Ted Stryk. Lutetia: ESA / OSIRIS-Team / Emily Lakdawalla. Halley: Russische Akademie der Wissenschaften / Ted Stryk. Tempel 1, Hartley 2: NASA / JPL / UMD. Wild 2: NASA / JPL.

Alle Asteroiden und Kometen, die von Raumfahrzeugen besucht wurden, Stand November 2010 Credits: Montage von Emily Lakdawalla. Ida, Dactyl, Braille, Annefrank, Gaspra, Borrelly: NASA / JPL / Ted Stryk. Steins: ESA / OSIRIS-Team. Eros: NASA / JHUAPL. Itokawa: ISAS / JAXA / Emily Lakdawalla. Mathilde: NASA / JHUAPL / Ted Stryk. Lutetia: ESA / OSIRIS-Team / Emily Lakdawalla. Halley: Russische Akademie der Wissenschaften / Ted Stryk. Tempel 1, Hartley 2: NASA / JPL / UMD. Wild 2: NASA / JPL.

Geschichte

Wir haben Wissen über Asteroiden aus drei Hauptquellen gewonnen: erdbasierte Fernerkundung, Daten von Raumfahrzeugen und Laboranalysen von Meteoriten.

Hier sind einige wichtige Daten in der Geschichte unseres Wissens und unserer Erforschung von Asteroiden, einschließlich Raumfahrzeugmissionen, die an Asteroiden vorbeigeflogen oder auf ihnen gelandet sind:

1801:Giuseppe Piazzi entdeckt den ersten und größten Asteroiden Ceres, der zwischen Mars und Jupiter kreist.
1898:Gustav Witt entdeckt Eros, einen der größten erdnahen Asteroiden.
1991-1994:Die Raumsonde Galileo macht die ersten Nahaufnahmen eines Asteroiden (Gaspra) und entdeckt den ersten Mond (später Dactyl genannt), der einen Asteroiden (Ida) umkreist.
1997-2000:Die Raumsonde NEAR Shoemaker fliegt an Mathilde vorbei und umkreist und landet auf Eros.
1998:Die NASA richtet das Near Earth Object Program Office ein, um potenziell gefährliche Asteroiden und Kometen zu erkennen, zu verfolgen und zu charakterisieren, die sich der Erde nähern könnten.
2006:Die japanische Hayabusa ist die erste Raumsonde, die auf einem Asteroiden landet, Proben sammelt und abhebt.
2006:Ceres erhält eine neue Klassifizierung – Zwergplanet – behält aber seine Auszeichnung als größter bekannter Asteroid bei.
2007:Die Raumsonde Dawn wird auf ihre Reise zum Asteroidengürtel gestartet, um Vesta und Ceres zu untersuchen.
2008:Die europäische Raumsonde Rosetta, die 2014 auf dem Weg ist, einen Kometen zu untersuchen, fliegt und fotografiert den Asteroiden Steins, eine Art Asteroid, der aus Silikaten und Basalten besteht.
2010:Japans Hayabusa bringt seine Asteroidenprobe zur Erde zurück.
2010:Rosetta fliegt am Asteroiden Lutetia vorbei und enthüllt einen primitiven Überlebenden der gewaltsamen Geburt unseres Sonnensystems.
2011-2015:Dawn untersucht Vesta und ist die erste Raumsonde, die einen Asteroiden des Hauptgürtels umkreist. Es untersucht jetzt den Zwergplaneten Ceres, der sich im Hauptasteroidengürtel befindet.

Nachfolgend finden Sie eine Liste mit Links zu Artikeln über Asteroiden im Allgemeinen, Ereignisse im Zusammenhang mit Asteroiden in der Geschichte und einige spezifische Asteroiden. Viele Stunden Recherche warten auf Sie. Genießen!

Weitere Informationen der NASA finden Sie unter der Asteroidenseite ihrer Website zur Erforschung des Sonnensystems.