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Neue Beobachtungen einer NASA-Raumsonde zeigen, dass der riesige Asteroid Vesta ein angeschlagener Protoplanet ist, der aus den frühen Tagen des Sonnensystems übrig geblieben ist und eine einzigartige Mischung von Eigenschaften aufweist, die von keinem anderen Weltraumgestein bekannt sind.
Wissenschaftler hatten gedacht, dass Vesta, der zweitgrößte Körper im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter, wahrscheinlich kurz nach der Geburt des Sonnensystems einen planetenbildenden Weg eingeschlagen hat. Daten, die von der NASA-Sonde Dawn gesammelt wurden, haben diesen Verdacht nun bestätigt, kündigten Forscher in einer Reihe von Studien an, die heute (10.
„Wir wissen jetzt, dass Vesta der einzige intakte, geschichtete planetarische Baustein ist, der von den frühesten Tagen des Sonnensystems an überlebt hat“, sagte die stellvertretende Hauptforscherin Carol Raymond vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien., sagte Reportern heute.
Die anderen Objekte wie Vesta, fügten die Forscher hinzu, wurden wahrscheinlich in vollwertige Planeten eingebaut oder vor langer Zeit durch Kollisionen zerstört.
Einige Überraschungen
„Diejenigen, die Meteoriten untersuchten, die auf die Erde gefallen sind, viele von Vesta, hatten eine Theorie über die Entwicklung des Sonnensystems und darüber, woraus Vesta bestehen sollte, entwickelt“, sagte Chris Russell von der UCLA, Hauptautor einer der sechs neuen wissenschaftlichen Arbeiten.
„Sie hatten sehr, sehr Recht“, sagte Russell SPACE.com per E-Mail. „Das ist gut, weil wir dieses Modell jetzt verwenden können, um mehr über das Sonnensystem zu verstehen.“
Aber Dawn hat auch einige überraschende neue Ergebnisse geliefert. Das gigantische Rheasilvia-Becken am Südpol von Vesta zum Beispiel wurde anscheinend vor etwa 1 Milliarde Jahren durch einen massiven Einschlag geschaffen — lange nachdem die mit Kollisionen gefüllte „Schießbude“ des Sonnensystems beendet sein soll.
„Ein Alter von etwa 1 Milliarde Jahren für Rheasilvia ist unerwartet jung“, sagte Simone Marchi vom Southwest Research Institute in Boulder, Colorado., Hauptautor eines anderen der neuen Papiere, sagte in einer Erklärung. „Dieses Ergebnis hat wichtige Auswirkungen auf unser Verständnis der Entwicklung von Vesta, seiner Asteroidenfamilie und des inneren Hauptasteroidengürtels im Allgemeinen.“
„Wir haben gerade angefangen, Vestas Geheimnisse zu erforschen, und ich bin sicher, dass in Kürze weitere faszinierende Ergebnisse folgen werden“, fügte Marchi hinzu.
Der Protoplanet Vesta
Mit einem Durchmesser von etwa 330 Meilen (530 Kilometer) ist Vesta ungefähr so breit wie der US-Bundesstaat Arizona. Im Asteroidengürtel ist nur der Zwergplanet Ceres größer.
Die 466 Millionen Dollar teure Raumsonde Dawn erreichte den riesigen Asteroiden im Juli 2011, um seine vielen Geheimnisse zu lüften. Eine der Hauptmissionen der Sonde, so die Forscher, besteht darin, festzustellen, ob Vesta tatsächlich ein lang überlebender Protoplanet ist – ein Körper, der von den ersten Millionen Jahren des Sonnensystems übrig geblieben ist, von denen viele später zu felsigen Planeten wie Erde und Mars verschmolzen sind.
Wissenschaftler kamen auf diese Idee hauptsächlich, indem sie gefallene Howardit-Eukrit-Diogenit (oder HED) -Meteoriten untersuchten, von denen angenommen wird, dass sie von Vesta stammen. Die Ergebnisse von New Dawn unterstützen die Vorstellung von Protoplaneten nachdrücklich – indem sie bestätigen, dass Vesta tatsächlich der Mutterkörper der HED-Meteoriten ist.
Darüber hinaus ist der riesige Asteroid nicht nur ein Stück einheitlichen Gesteins. Vielmehr ist es jetzt bekannt, dass es sich um ein differenziertes Objekt mit einem Eisenkern von etwa 137 Meilen (220 km) Breite handelt. Das ist vielleicht groß genug, um einmal einen Dynamo wie den, der das Erdmagnetfeld erzeugt, getragen zu haben, sagten Forscher.
Das Team fand die Dimensionen von Vestas Kern heraus, indem es Dawns Bewegungen durch den Weltraum sorgfältig verfolgte und dann diese Informationen verwendete, um Vestas Masse, Dichte und Gravitationskraft mit beispielloser Präzision zu berechnen.
Andere Dawn-Daten belegen auch Vestas Protoplaneten-Status. Zum Beispiel impliziert seine Oberflächenzusammensetzung eine komplexe geologische Geschichte, die der von terrestrischen Planeten ähnlicher ist als andere Asteroiden, sagten Forscher. Und Vesta weist Farbvariationen auf, die anders sind als alles, was zuvor auf einem Asteroiden gesehen wurde, was darauf hindeutet, dass das massive Objekt etwas Besonderes ist.
„Wir wissen jetzt, dass Vesta groß genug ist, um seine eigene interne geologische Entwicklung gehabt zu haben und nicht nur ein zerschlagener Felsbrocken ist“, sagte Paul Schenk vom Lunar and Planetary Institute in Houston, Hauptautor einer anderen der neuen Studien.
Zwei gigantische (und jüngste) Einschläge
Vestas Oberfläche ist mit Kratern aus unzähligen Kollisionen über die Äonen übersät. Die Beobachtungen von Dawn haben es Wissenschaftlern ermöglicht, die Einschlagsgeschichte des Protoplaneten zu rekonstruieren, indem sie diese Krater gezählt und festgestellt haben, wie viele Einschlagmerkmale andere überlagern.
Forscher fanden einen großen Unterschied zwischen Vestas nördlicher und südlicher Hälfte. Der nördliche Teil enthält Aufzeichnungen über einige der frühesten Einschläge des Asteroiden, während der Süden durch zwei enorme Kollisionen in jüngerer Zeit „zurückgesetzt“ wurde.
Einer dieser Smashups ereignete sich vor etwa 2 Milliarden Jahren und schuf ein 249 Meilen breites (400 km) Becken namens Veneneia. Veneneia wurde jedoch vor etwa 1 Milliarde Jahren durch einen weiteren Einschlag größtenteils ausgelöscht, wodurch der 314 Meilen (505 km) lange Rheasilvia-Krater entstand.
„Dieses Becken hat mindestens die Hälfte der Oberfläche ausgelöscht und den Rest durcheinander gebracht“, sagte Schenk SPACE.com per E-Mail.
Der Rheasilvia-Einschlag erzeugte auch seltsame kreisförmige Täler um Vestas Äquator und hob einen zentralen Gipfel an, der mehr als doppelt so hoch war wie der Mount Everest, sagte Russell. Und es grub ungefähr 250.000 Kubikmeilen (1,04 Millionen Kubikkilometer) Material aus, von denen ein großteil in den Weltraum gesprengt wurde.
„Zweihundertfünfzigtausend Kubikmeilen reichen aus, um den Grand Canyon etwa tausendmal zu füllen“, sagte David O’Brien, ein Dawn-Wissenschaftler am Planetary Science Institute in Tucson, Arizona. „Das ist also ein sehr großes Materialvolumen.“
Beide Riesenkrater wurden wahrscheinlich von Asteroiden zwischen 25 und 36 Meilen (40 bis 60 km) breit verursacht“, sagte Schenk. Und beide Einschläge scheinen überraschend spät stattgefunden zu haben, mehrere Milliarden Jahre nach dem mutmaßlichen Ende des sogenannten späten schweren Bombardements, das viele Krater in den Erdmond und andere Körper des Sonnensystems sprengte.
Weitere Entdeckungen
Die neuen Ergebnisse basieren auf Daten, die Dawn in den frühen Stadien ihres Aufenthalts auf Vesta gesammelt hat. Das Raumschiff wird den Protoplaneten bis August weiter untersuchen. 26, also sollten wir mehr Entdeckungen von der Mission erwarten, sagten Forscher.
„Wir haben noch nicht über die hochauflösenden Messungen in niedrigen Höhen berichtet“, sagte Russell. „Wir werden nach Wasser suchen, so wie es Wassersuchen auf dem Mond gegeben hat.“
Darüber hinaus waren Vestas nördliche Gebiete bisher im Schatten, so dass Dawn nicht in der Lage war, große Teile des Protoplaneten zu untersuchen. Aber das wird sich bald ändern.
„Das Sonnenlicht bewegt sich auf Vesta nach Norden, und wir werden bald die Nordpolregionen sehen“, sagte Russell. „Was könnte das ergänzen, was wir im Süden sehen?“
Wenn die Morgendämmerung bei Vesta endet, wird sie die lange Wanderung zum Zwergplaneten Ceres beginnen, der ungefähr so breit ist wie Texas. Die Sonde soll im Februar 2015 die „Königin des Asteroidengürtels“ erreichen und eine neue Entdeckungsrunde beginnen.
„Wir erwarten, dass Ceres eine viel feuchtere Welt ist“ als Vesta, sagte Russell. Aber er fügte hinzu: „Wir haben hier keine Meteoriten, die uns helfen könnten. Alles wird eine Überraschung sein.“
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