Bildnachweis: NASA/JPL
Wissenschaftler der University of Arizona haben herausgefunden, warum Eros, der größte erdnahe Asteroid, so wenige kleine Krater hat.
Als die Mission Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR) Eros von Februar 2000 bis Februar 2001 umkreiste, zeigte sie einen Asteroiden, der mit Regolith bedeckt war – einer losen Schicht aus Gestein, Kies und Staub – und mit zahlreichen großen Felsbrocken eingebettet war. Die Raumsonde fand auch Stellen, an denen der Regolith anscheinend abgesackt war oder bergab geflossen war, wodurch frische Oberfläche darunter freigelegt wurde.
Aber was NEAR nicht fand, waren die vielen kleinen Krater, von denen die Wissenschaftler erwarteten, dass sie die Landschaft des Eros pocken würden.
„Entweder wurden die Krater durch etwas gelöscht oder es gibt weniger kleine Asteroiden, als wir dachten“, sagte James E. Richardson Jr. von der Abteilung für Planetenwissenschaften der UA.
Richardson kommt aus Modellstudien zu dem Schluss, dass seismische Erschütterungen etwa 90 Prozent der kleinen Einschlagskrater des Asteroiden ausgelöscht haben, die weniger als 100 Meter im Durchmesser haben oder ungefähr die Länge eines Fußballfeldes haben. Die seismischen Schwingungen entstehen, wenn Eros mit Weltraumschrott kollidiert.
Richardson, Regents-Professor H. Jay Melosh und Professor Richard Greenberg, alle vom Lunar and Planetary Laboratory der UA, berichten in der Science-Ausgabe vom 26. November über die Analyse.
„Eros ist nur ungefähr so groß wie Lake Tahoe – 33 Kilometer lang und 13 Kilometer breit“, sagte Richardson. „Es hat also ein sehr kleines Volumen und eine sehr geringe Schwerkraft. Wenn ein ein bis zwei Meter oder größeres Objekt auf Eros trifft, wird der Aufprall globale seismische Schwingungen auslösen. Unsere Analyse zeigt, wie diese Schwingungen den Regolith, der die Oberfläche überlagert, leicht destabilisieren.“
Aufgrund der schwachen Schwerkraft des Eros kriecht eine Gesteins- und Staubschicht die zitternden Hänge hinab, anstatt abzustürzen. Der Regolith gleitet nicht nur horizontal nach unten, sondern wird auch ballistisch von der Oberfläche abgeschossen und „hüpft“ den Hang hinunter. Im Laufe der Zeit füllen sich die Einschlagskrater sehr langsam und verschwinden, sagte Richardson.
Wäre Eros noch im Hauptasteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, würde ein 200 Meter hoher Krater etwa 30 Millionen Jahre ausfüllen. Da sich Eros jetzt außerhalb des Asteroidengürtels befindet, dauert dieser Prozess tausendmal länger, fügte er hinzu.
Richardsons Forschungsergebnisse stimmen mit den NEAR-Raumfahrzeugbeweisen überein. Anstelle der erwarteten 400 Krater von nur 20 Metern pro Quadratkilometer (drei Fünftel Meile) auf der Oberfläche des Eros gibt es im Durchschnitt nur etwa 40 solcher Krater.
Die Modellierungsanalyse bestätigt auch, was Wissenschaftler von der inneren Struktur des Eros vermuten.
„Die NEAR-Mission hat gezeigt, dass Eros höchstwahrscheinlich ein zerbrochener Monolith ist, ein Körper, der früher ein kompetentes Stück Material war“, sagte Richardson. „Aber Eros wurde durch große Einschläge durchweg gebrochen und wird hauptsächlich durch die Schwerkraft zusammengehalten. Die Beweise sind in einer Reihe von Rillen und Grate zu sehen, die sowohl global als auch regional über die Oberfläche des Asteroiden verlaufen.“
Große Einschläge brechen Eros bis ins Mark, aber viele kleinere Einschläge brechen nur die obere Oberfläche. Dieser Gradient aus großen Brüchen tief im Inneren und zahlreichen kleinen Brüchen nahe der Oberfläche sei analog zu Brüchen in der oberen Mondkruste, sagte Richardson. „Und wir verstehen die Mondkruste – wir waren dort. Wir haben Seismometer auf dem Mond angebracht. Wir verstehen, wie sich seismische Energie durch diese Art von Struktur ausbreitet.“
Die Analyse der UA-Wissenschaftler, wie stoßinduzierte seismische Erschütterungen die Oberfläche von Eros verändert haben, hat einige andere wichtige Auswirkungen.
„Wenn wir schließlich Raumschiffe schicken, um Ressourcen zwischen den erdnahen Asteroiden abzubauen oder einen Asteroiden von einer möglichen Kollision mit der Erde abzulenken, wird die Kenntnis der internen Asteroidenstruktur dazu beitragen, einige der Strategien anzugehen, die wir anwenden müssen. In naher Zukunft werden Probenrückführungsmissionen nacheinander auf weniger poröses, kohäsives Regolith stoßen, während sie sich tiefer in Asteroiden wie Eros graben, die durch seismische Erschütterungen verdichtet wurden “, bemerkte Richardson.
„Und es erzählt uns auch von der kleinen Asteroidenumgebung, der wir begegnen werden, wenn wir ein Raumschiff in den Hauptasteroidengürtel schicken, wo Eros die meiste Zeit seines Lebens verbracht hat. Wir wissen, dass die kleinen Asteroiden – solche zwischen der Größe eines Beachballs und eines Fußballstadions – da draußen sind. Es ist nur so, dass ihre „Signatur“ auf Asteroiden wie Eros gelöscht wird“, sagte Richardson.
Dieser Befund ist wichtig, da die Kraterbildung auf großen Asteroiden direkte Beweise für die Größe und Population kleiner Asteroiden des Hauptgürtels liefert. Erdgestützte Teleskopvermessungen haben nur wenige so kleine Hauptgürtel-Asteroiden katalogisiert. Daher müssen Wissenschaftler die Bevölkerungsschätzungen für diese Objekte in erster Linie auf sichtbare Krateraufzeichnungen und Asteroidenkollisionsgeschichtenmodellierungen stützen, sagte Richardson.
Originalquelle: UA-Pressemitteilung
