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Asteroiden

Asteroid Vesta

Die Erforschung der Asteroiden begann relativ spät. Am 1. Tag des Jahres 1801 entdeckte Guiseppe Piazzi den ersten Kleinkörper. Er bekam den Namen Ceres und wurde für einige Jahre zu den Planeten gerechnet. Später, als immer mehr dieser Körper gefunden wurden, führte man für sie eine eigene Kategorie ein und nannte sie Asteroiden.

Asteroiden sind deutlich kleiner als Planeten. Am Nachthimmel kann man die größten von ihnen zwar aufspüren, aber Oberflächendetails wie z.B. bei Jupiter sind nicht erkennbar. In der Raumfahrt standen als erstes die Planeten im Zentrum des Interesses. Inzwischen haben wir alle Planeten gut erforscht.

Jetzt sind wir endlich im Zeitalter der Asteroidenforschung angekommen! Raumsonden werden heute zunehmend auch zu den kleinen Körpern im Sonnensystem geschickt. Die Raumsonde Dawn z.B. war 2011 beim Asteroiden Vesta. Schauen wir uns auf dieser Seite die neuesten Erkenntnisse dieser Mission an.

Vesta - Daten und Fakten


Asteroid Vesta
Steckbrief Vesta
Durchmesser: 573 × 557 × 446 km
mittlerer Abstand zur Sonne: 353 Mio km
Umlaufzeit um die Sonne: 3 Jahre 230 Tage
Albedo: 0,42
Scheinbare Helligkeit: bis zu 5,2 mag
Entdeckt 1807 von Heinrich Wilhelm Olbers

Besonderheiten: Besitzt als einziger Asteroid eine innere Schichtung mit Kern, relativ helle Oberfläche

Vesta ist nach Ceres der zweitgrößte und auch zweitschwerste Asteroid im Asteroidengürtel. Und er ist vermutlich der einzige Asteroid mit einem ausdifferenzierten Inneren: Vesta besitzt eine basaltische Kruste, Mantelgestein und ein Nickel-Eisenkern.

Diese Schichten können nur entstehen, wenn der HImmelskörper bei seiner Entstehung aufgeschmolzen war, sodass die schweren Bestandteile nach innen sinken und die leichteren Gesteine 'obenauf schwimmen' konnten.

Vesta könnte ein im Entstehungsprozess steckengebliebener, ein verhinderter Planetisemal sein, also die Frühform eines Planeten. Ziemlich sicher war Vesta früher sogar größer als heute!

Krater am Südpol von Vesta

Der Asteroid muss durch schwere Kollisionen einiges an Masse verloren haben. Davon zeugt eine Gruppe von kleineren Asteroiden, deren Spektren dem von Vesta stark ähneln. Diese umkreisen die Sonne ebenfalls im Asteroidengürtel. Wegen ihrer Ähnlichkeit zu Vesta werden sie auch Vestoiden genannt.

Etliche kleinere Bruchstücke der Zusammenstöße sind sogar zur Erde gelangt, wie Meteoritenfunde bezeugen, deren Aufbau ebenfalls mit dem von Vesta übereinstimmt.

Weggeschleudert wurden sie vermutlich, als einstmals ein riesiger Körper am Südpol von Vesta einschlug und einen 500 Kilometer großen und über zehn Kilometer tiefen Krater schlug. Auf dem Bild rechts ist die Südpolregion zu sehen. Noch heute sind deutlich die enormen Schockwellen zu erkennen, die der Einschlag im Gestein hinterlassen hat.

Südpolregion von Vesta

Die Entdeckung

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Die Erforschung

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Apophis

Apophis Zeitungsmeldung

Diese Meldung erschien im Dezember 2004 in vielen Zeitungen. Einige setzten sogar noch eins drauf und berichteten gleich vom Weltuntergang im Jahre 2029! Glücklicherweise wird es nicht ganz so schlimm.. Die Astronomen jedenfalls behielten einen kühlen Kopf und rechneten noch einmal nach. Mehr dazu weiter unten.

Die Erde wurde in den 4,5 Milliarden Jahren ihres Daseins schon von sehr vielen 'Bomben' aus dem Weltall getroffen. Das ist nichts Ungewöhnliches. Unterscheiden muss man hierbei noch die Größe der einschlagenden Objekte, denn daran hängt das Ausmaß an Zerstörung, das dann verursacht wird. Richtig große Körper schlagen sehr selten ein, statistisch gesehen nur etwa alle 100 Millionen Jahre. Aber wenn das passiert, hat es enorme Auswirkungen bis hin zu Klimakatastrophen, weltweiten Bränden und der Ausrottung zahlloser Tier- und Pflanzenarten.

Kleinere Meteore treffen die Erde sehr oft, nur merken wir davon fast nichts. Die meisten von ihnen verglühen bereits auf ihrem Weg durch die Atmosphäre, von ihnen bleibt dann nichts als eine Leuchtspur am Himmel. Andere schaffen es bis zur Erdoberfläche. Da diese aber zu 70 Prozent von Wasser bedeckt ist, stürzen die meisten ins Meer. Nur selten erfahren wir einmal vom Einschlag eines Kleinmeteoriten. Zuletzt erreichte uns dazu im Februar 2013 eine Meldung aus Tscheljabinsk in Russland.

Apophis - ein Erdbahnkreuzer

Der im Jahr 2004 entdeckte Asteroid 99942, der später den Namen Apophis erhielt, ist ein sogenannter Erdbahnkreuzer. Er hält sich nicht im Asteroidengürtel auf, sondern beschreibt eine ähnliche Bahn um die Sonne wie die Erde.

Derzeit braucht er für eine Runde um die Sonne 323 Tage. Apophis ist ein kartoffelförmiger Asteroid mit einem Durchmesser von ungefähr 270 Metern. Obwohl er ganz in unserer Nähe herumschwirrt, ist Apophis erst relativ spät entdeckt worden.

Das liegt zum Einen an seiner Größe - sein Durchmesser beträgt nur 325 Meter, zum Anderen befindet er sich aus unserer Sicht meist in der Nähe der Sonne, sodass er von ihr überstrahlt wird.

An zwei Punkten oder Knoten überkreuzen sich die Bahnen von Erde und Apophis. Aber nur wenn beide Körper zur gleichen Zeit den gleichen Knoten durchqueren, ist ein Zusammenstoß möglich.

Astronomen hatten also die Aufgabe herauszufinden, ob es einen Zeitpunkt geben wird, an dem sich beide Körper (Erde + Apophis) in einem Knoten ihrer Bahnen treffen werden.

Kurz nach der Entdeckung von Apophis hatte man erst wenige Daten zur Verfügung, um seine genaue Bahn zu berechnen. Es konnte zunächst nur grob ermittelt werden, wie sich der erdnahe Körper bewegt, wobei man dann auf eine Wahrscheinlichkeit von 1:60 kam, mit der der Asteroid auf der Erde einschlagen würde.

Außerdem war seine Größe noch nicht bekannt. Von 2004 an wurde er aber so oft wie möglich beobachtet und seine Bahn vermessen, sodass bald darauf Entwarnung gegeben werden konnte. Apophis wird 2029 nicht auf der Erde einschlagen, sondern in einem Abstand von etwa 29450 Kilometern an ihr vorüberziehen.

Die Bahn des Apophis ist übrigens gegenüber der Bahn der Erde um 3,33 Grad geneigt, wie auf dem Bild zu erkennen ist, wenn man die Bahnen nicht von oben betrachtet, sondern von der Seite.

Für den 13. April 2029 konnte also Entwarnung gegeben werden. Trotzdem sollte man sich den Tag irgendwie vormerken und dann, wenn es soweit ist, einen Blick zum Himmel werfen (vorausgesetzt das Wetter spielt mit..).

Nur selten kommt uns ein Himmelskörper so derart nahe wie Apophis, und vielleicht können wir seine Bahn über den Sternenhimmel mit bloßem Auge oder mit Teleskopen mitverfolgen.

Apophis wird uns näherkommen als unser Mond! Rechts im Bild ist die Mondbahn mit verzeichnet. Möglicherweise wird uns Apophis sogar so nahe kommen, dass er einigen Satelliten in die Quere kommt, die unsere Erde umkreisen und für das Fernsehprogramm sorgen oder für Telefonverbindungen zuständig sind. Da gibt es dann hoffentlich keine Crashs!

Dass uns Apophis im Jahr 2029 verfehlen wird, war die gute Nachricht, doch nun folgt noch eine schlechte: Die Gefahr ist damit längst nicht vorüber! Der nächstmögliche Zusammenstoß könnte dann am 13. April 2036 erfolgen! Aber auch für diesen Termin wurde eine Einschlagwahrscheinlichkeit berechnet, die sehr gering ist. Weitere Beobachtungen und Berechnungen werden mehr Klarheit bringen.


Begegnung mit der Erde

Wenn Apophis im Jahr 2029 nahe an der Erde vorbeifliegt, gerät er in den Einflussbereich der Anziehungskraft unseres Planeten. Das hat vielfältige Auswirkungen sowohl auf Apophis selbst als auch auf seine Umlaufbahn.

Apophisbahn nach 2029

  • Die Drehung von Apophis um sich selbst wird sich ändern.
  • Die Gezeitenkräfte der Erde 'kneten' Apophis durch, er wird dabei aber höchstwahrscheinlich nicht zerbrechen.
  • Seine Fluggeschwindigkeit wird sich ändern.
  • Die Begegnung mit der Erde ist mit einem Swing-By-Manöver vergleichbar.

Die Umlaufbahn von Apophis um die Sonne wird sich nach dem Rendezvous mit der Erde so verändert haben, dass sie größer geworden ist. Der Asteroid benötigt dann für eine komplette Runde um die Sonne etwa 100 Tage länger, also ca. 426 Tage. Er hält sich dann glücklicherweise die meiste Zeit über außerhalb der Erdbahn auf (siehe Grafik oben rechts).

Das Problem sind aber nach wie vor die Stellen, an denen sich beide Bahnen kreuzen. An einem solchen Punkt kann es zu einem Zusammenstoß kommen, wenn beide zur gleichen Zeit am gleichen Ort eintreffen. Die Wahrscheinlichkeit, dass genau das am 13. April 2036 passieren wird, liegt momentan bei vier zu einer Million. Das bedeutet, ein Zusammenstoß ist wenig wahrscheinlich, aber nicht unmöglich.


Apophis nicht aus den Augen lassen!

Seine Bahn muss mit aktuellen Daten immer wieder neu nachgerechnet werden. Wie sich Apophis verhalten wird, lässt sich nicht 100prozentig berechnen und vorhersagen, da der Asteroid im Weltall vielen Einflüssen unterliegt. Wie stark die Gravitationskraft der Erde während des nahen Vorbeifluges im Jahr 2029 einwirken wird, hängt vom genauen Abstand ab, den er dann zu uns haben wird. Seine neue Bahn hängt von dem Schwung ab, dem ihn die Erde mitgeben wird.

Im Jahr 2068 kommt es zu einer weiteren Begegnung, für die eine Einschlagwahrscheinlichkeit von drei zu einer Million berechnet wurde. Dieser Wert muss natürlich von Zeit zu Zeit anhand aktueller Daten nachgebessert werden.

Wir können die Zeit bis 2036 nutzen und uns Gedanken darüber machen, wie ein eventueller Einschlag zu verhindern wäre. Strategien dazu gibt es bereits einige, nachzulesen auf der Impaktseite.

Die erste Maßnahme, die wohl bald durchgeführt werden könnte, wäre die, einen Sender auf dem Asteroiden zu platzieren. Eine Raumsonde könnte zu ihm fliegen und den Sender auf seiner Oberfläche befestigen.

Der Sender schickt dann permanent Signale aus, die auf der Erde empfangen werden können. So lässt sich die exakte Entfernung von Apophis feststellen.

Mit diesen Daten lässt sich seine Bahn genauestens berechnen. Das Signal hätte außerdem den Vorteil, dass es jederzeit zu empfangen ist, auch wenn wir Apophis gerade nicht beobachten können (weil er sich am Taghimmel aufhält und von der Sonne überstrahlt wird - oder bei schlechtem Wetter).

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Asteroiden

Asteroiden werden manchmal Kleinplaneten genannt, und genau das sind sie auch - zu klein für einen echten Planeten! Und trotzdem wurden sie zeitweise zu den Planeten gezählt. Das war im 19. Jahrhundert, als die ersten Asteroiden entdeckt wurden und man noch nicht so genau wusste, wie klein sie eigentlich sind. Mehr Informationen dazu gibt es auf der Seite 'Wie viele Planeten gibt es?'.

Gesucht und gefunden wurden sie zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter. Wie kam man auf die Idee, ausgerechnet dort nach weiteren Planeten zu suchen? Nun, die Planetenbahnen befinden sich in regelmäßig immer größer werdenden Abständen von der Sonne. Nur hätte nach dieser Regel zwischen Mars und Jupiter noch ein Planet sein müssen. Dass es dann gleich so viele sind, damit hätte keiner gerechnet..

Nun kann man sich Gedanken darüber machen, warum sich tausende kleine Körper ausgerechnet im Asteroidengürtel versammeln. Wahrscheinlich ist Jupiter daran 'schuld', denn mit seiner starken Anziehungskraft verhinderte er, dass sich in seiner Nähe ein weiterer Planet bilden konnte (wie die Planetenbildung genau vor sich ging, ist auf der Seite 'Entstehung der Erde' am Beispiel der Erde dargestellt).

Anfangs aber dachte man, diese Asteroiden sind das Ergebnis einer kosmischen Katastrophe. Der Planet, der einmal an ihrer Stelle war, sei auseinandergebrochen, und wir sehen nur noch seine Bruchstücke. Heute weiß man aber, dass diese Theorie nicht stimmen kann. Rechnet man die Massen aller Asteroiden zusammen (es sind mehr als 40000!), kommt man noch lange nicht auf die Masse, die ein Planet haben sollte. Nicht einmal für unseren Mond würde es reichen!

Der Asteroidengürtel

Der Asteroidengürtel befindet sich zwischen der Marsbahn und der Jupiterbahn. In diesem Gebiet halten sich die meisten Asteroiden auf, mehr als 40000, deren Durchmesser größer als 500 Meter ist.

Hier herrscht ein Verkehr fast wie auf der Autobahn. Ab und zu kommt es sogar zu 'Verkehrsunfällen', bei denen zwei Asteroiden miteinander kollidieren. Dabei können sie auseinanderbrechen. Andere verlieren Bruchstücke, die dann als Meteoroide ihr Unwesen treiben.

Zwischen den Asteroiden gibt es hunderttausende Meteoroide. Sie entstanden bei den vielen Crashs, die die Asteroiden in der Vergangenheit erdulden mussten.

Asteroidengürtel

Der Asteroidengürtel wird manchmal auch Hauptgürtel oder Planetoidengürtel genannt. Es gibt noch einen zweiten Gürtel, der viele Kleinkörper beherbergt - den Kuipergürtel. Er befindet sich hinter der Neptunbahn, also weiter draußen. Mehr dazu auf der Seite zum Kuipergürtel.

Durch Zusammenstöße können Asteroiden auch aus ihrer Bahn gebracht werden. Sie treiben dann quer durch das Sonnensystem. Das bringt sie manchmal auch auf Crashkurs mit Planeten oder Monden. Die, die der Erde gefährlich nahe kommen, nennt man Erdbahnkreuzer. Sie stehen, soweit schon identifiziert, unter Beobachtung. Ihre Bahnen werden ständig neu berechnet, um vorhersagen zu können, ob sie dereinst mit der Erde zusammenstoßen oder nicht. Nur wenn die Gefahr rechtzeitig bekannt ist, können geeignete Abwehrmaßnahmen eingeleitet werden.

Asteroiden halten sich nicht nur im Asteroidengürtel auf. Einige wurden auch in den Bahnen der Planeten entdeckt. Dort halten sie sich an den Lagrangepunkten auf und bewahren so immer den gleichen Abstand zum Planet. Sie laufen ihm voraus oder folgen ihm nach, ein Zusammenstoß ist nicht möglich. Diese Art Asteroiden wird Trojaner genannt.


Bekannte Asteroiden

Asteroiden können eine runde Form haben. Aber viele sehen eher wie Kartoffeln aus, sind also unregelmäßig geformt. Die Oberfläche ist oft mit Kratern übersät, die von Meteoriten- und Kometeneinschlägen stammen.

Asteroiden sind nicht groß genug, um sie mit bloßem Auge sehen zu können. Unter guten Bedingungen ist nur Ceres manchmal frei sichtbar. Darum sind Asteroiden erst im 19. Jahrhundert mit Hilfe von Teleskopen entdeckt worden. Die Masse aller Asteroiden zusammengenommen ergibt nur 5% der Masse unseres Mondes. Oft sind sie nicht viel mehr als lose gefügte Geröllhaufen oder löchrig wie ein Schweizer Käse.

Ceres

Ceresist der größte bekannte Asteroid und wird auch als Zwergplanet bezeichnet. Er ist einigermaßen rund und im Durchmesser fast 1000 km groß. Ceres braucht für eine Runde um die Sonne viereinhalb Jahre.

Entdeckt wurde er 1801 von Giuseppe Piazzi. Anfangs wurde Ceres sogar für einen Planeten gehalten! Mehr dazu auf der Seite 'Wie viele Planeten gibt es?'.

Ceres ist ein ungewöhnlicher Asteroid, da er von einem möglicherweise 100km dicken Eispanzer bedeckt ist. Die meisten anderen Asteroiden haben kein Wasser bzw. Eis. Die Raumsonde Dawn wird Ceres im Jahr 2015 einen Besuch abstatten.

Vesta

Vestaist etwa 500 km groß und benötigt für einen Umlauf um die Sonne dreieinhalb Jahre. Die Oberfläche zeigt Spuren von alten Lavaflüssen und Magmaozeanen.

Es sieht so aus, als sei Vesta im Laufe der Zeit mehrmals aufgeschmolzen und wieder erstarrt.

Für einen Asteroiden ist das sehr ungewöhnlich, denn sie sind für Vulkanismus eigentlich viel zu kalt. Die Raumsonde Dawn besuchte Vesta im Jahr 2011.

Mehr zu Vesta hier: Asteroid Vesta.

Juno

hat einen Durchmesser von etwa 267 km. Sie wurde 1803 entdeckt und zunächst zu den Planeten gezählt. Erst nach 1847 wurde Juno als Asteroid angesehen.

Pallas

ist mit 523 km der zweitgrößte Asteroid. Bei ihrer Entdeckung im Jahr 1802 wurde sie zu den Planeten gezählt und erst später als Asteroid eingestuft.

Eros

Erosist der erste Asteroid, auf dem eine Raumsonde landete. Obwohl er ziemlich klein ist (nur etwa 33x13x13 km), bekam er im Jahr 2000 Besuch von der Raumsonde NEAR. NEAR fand heraus, dass auch solch kleine Körper wie Eros eine Vielzahl an Einschlagkratern aufweisen.

Eros ist auch von Rillen und Spalten durchzogen. Der Asteroid war offensichtlich heftigsten Kollisionen mit anderen Himmelskörpern ausgesetzt. Fast überall liegen Gesteinstrümmer herum. Ein Großteil der Oberfläche ist mit feinem Staub, dem Regolith, überzogen. Den kennen wir bereits vom Mond.

Die Umlaufbahn von Eros verläuft teilweise innerhalb der Marsbahn. Er gehört somit zur Klasse der erdnahen Kleinplaneten vom Amor-Typ. Er umrundet die Sonne in 1,76 Jahren in einem Abstand zwischen 170 Mio und 267 Mio km.

Ida

Ida und Dactyl Ida ist nur etwa 60x25 km groß. Idas kleiner Begleiter heißt Dactyl. Er ist der erste bekannte Asteroidenmond. Sein mittlerer Durchmesser beträgt 1,4 Kilometer, sein Abstand zu Ida ca. 108 km. Für eine Umrundung braucht er eineinhalb Tage.

Die Jupitersonde Galileo fotografierte beide bei ihrem Vorbeiflug am 28. August 1993 aus einer Entfernung von knapp 11.000 km.

Ida ist ein stark verkraterter, irregulär geformter Asteroid im Asteroidengürtel. Sie ist der 243. entdeckte Asteroid seit dem Beginn der Asteroidensuche Anfang des 19. Jahrhunderts.

Ida gehört zu einer Gruppe Asteroiden, die Koronis Familie genannt werden.

Apophis

ist ein Erdbahnkreuzer. Seine Bahn ist wenig kleiner als die der Erde. Für eine Runde um die Sonne braucht er 334 Tage. An zwei Punkten überkreuzt sich seine Bahn mit der Erdbahn, was zu einer Kollision führen kann, wenn sich beide Körper am Knotenpunkt begegnen. Mehr dazu  steht auf der Seite 'Apophis'.


Gefahr durch Asteroiden

Immer wieder kommt es vor, dass sich ein Asteroid der Erde gefährlich annähert. In der Vergangenheit kam es etwa alle 100 Millionen Jahre zu einem gewaltigen Einschlag. Da Asteroiden recht groß sind, können sie beim Zusammenprall mit der Erde enorme Schäden anrichten. Das hat in der Erdgeschichte mindestens 5mal zu großen Massensterben geführt, wobei viele Tier- und Pflanzenarten gleich gänzlich ausgestorben sind. Der letzte große Einschlag fand vor etwa 65 Millionen Jahren statt und führte letztlich zum Ende der Dinosaurierherrschaft.

Ein Asteroid schlug damals in Mittelamerika ein und hinterließ einen gewaltigen Krater. Er ist heute noch teilweise sichtbar, wurde aber erst spät entdeckt, da er zum großen Teil im Atlantik, also unter Wasser liegt. Sicher sind direkt beim Einschlag schon viele Tiere gestorben. Doch allein davon starben die Dinosaurier nicht aus.

Viel mehr machten ihnen die Folgeerscheinungen zu schaffen. Die Wälder gerieten in Brand, der aufgewirbelte Staub verteilte sich in der Atmosphäre und ließ kaum noch Sonnenlicht durch, das Klima veränderte sich schlagartig. Es wurde kälter, die Luft war verpestet, die Pflanzen verbrannt. Es gab nicht mehr genug Nahrung. Vermutlich verhungerten und erstickten die Riesenechsen. Mit ihnen zusammen starben weitere 60% der damals existierenden Tierarten aus. Die Überlebenden mussten lange Hungerjahre überstehen, bis sich das Klima wieder normalisierte und der ganze Staub sich gelegt hatte.

Dass uns wieder ein Asteroid treffen wird, ist nicht auszuschließen. Wir sind aber heute in der Lage, die nähere kosmische Umgebung im Auge zu behalten und sind so schon lange vorher im Bilde, wann es wieder passieren könnte. Die Erdbahnkreuzer werden überwacht und ihre Bahnen vorherberechnet. Einige kommen der Erde ziemlich nahe, schlagen aber garantiert nicht ein. Auch in der jüngeren Vergangenheit zog hin und wieder ein Asteroid nahe an der Erde vorbei, wobei dies oft erst im Nachhinein festgestellt werden konnte. Momentan können wir davon ausgehen, dass wir in absehbarer Zeit von Einschlägen verschont bleiben.

Ein Risikokandidat ist Apophis, der uns im Jahr 2029 näher kommen wird als der Mond. Möglicherweise ändert sich seine Bahn, weil er ins Gravitationsfeld der Erde gerät und von ihr abgelenkt wird. Nach dem Vorbeiflug wird man seine künftige Bahn neu berechnen müssen. Sollte sich die Gefahr eines Einschlags erhöhen, wüsste man rechtzeitig Bescheid und könnte geeignete Abwehrmaßnahmen einleiten.

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