Asteroid – Erklärung und spannende Fakten

Asteroid – Wo kommt den das Wort her?? Der Silbenname aus dem Griechischen »astēr« (Stern) und »eides« (ähnlich) beschreibt mit dem Begriff Asteroid Kleinkörper natürlichen Ursprungs im Weltraum. Sie sind größer als Sternenstaub, doch zu klein für eigene, nennenswerte Gravitationskräfte.

Was ist ein Asteroid?

Ein Asteroid ist ein astronomischer Himmelskörper, der größer ist als Meteoroiden (bis einige Meter) aber kleiner als ein Zwergplanet ( größer als 1000m). Sie bewegen sich auf keplerschen Umlaufbahnen um die Sonne.

Ein Großteil der bekannten Asteroiden (ca. 800.000) befinden sich im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Asteroiden außerhalb der Neptun-Bahn werden als  transneptunische Objekte (TNO) bezeichnet. Der Begriff Kleinplanet fasst sowohl die klassischen Asteroiden sowie die TNO zusammen. 

Wie sieht ein Asteroid aus?

Asteroiden sind definitionsgemäß Himmelskörper, die kleiner als 1.000 Meter sind. Dadurch besitzen sie in der Regel nicht genug Masse um eine gravitationsbedingte Kugelform anzunehmen. Asteroiden haben eine unregelmäßige Form vergleichbar mit einer Kartoffel.

Wie ist ein Asteroid aufgebaut?

Früher war man der festen Überzeugung, dass Asteroiden kompakte, monolithische Gesteinshimmelskörper sind. Neuere Forschungen zu Einschlagskratern und Asteroiden-Missionen legen den Schluss nahe, dass Asteroiden eher gravitativ zusammengehaltene “Schutthaufen” mit Gesteinsmaterial unterschiedlicher Größe darstellen.

Was ist der Asteroidengürtel?

Der Asteroidengürtel ist ein Sammlungsbereich von Asteroiden unterschiedlichster Größe zwischen Mars und Jupiter. Im Asteroidengürtel wurden bis jetzt weit über 650.000 Asteroiden identifiziert.

Die Theorie zur Entstehung geht davon aus, dass das Gesteinsmaterial des Asteroidengürtels aus der Entstehungszeit des Sonnensystems stammt. Aufgrund der Gravitationskräfte des Planeten Jupiters konnte sich aus diesem Material kein Planet formen.

Historische Erforschung

In die Diskussionen um Planetenstatus und Klassifizierung von Zwergplaneten mussten auch kleinere Objekte einbezogen werden. Kleinplaneten – Planetoiden – mit einer »keplerschen Umlaufbahn« (vergleichbar der des Mondes um die Erde) werden als Asteroiden klassifiziert. 

Die historische Astronomie suchte lange Zeit nach einem Planeten, den niemand zwischen Mars und Jupiter sichten konnte. Erste Entdeckungen im abgesuchten Bereich mussten erklärt werden. Also entstand die Hypothese, der gesuchte Planet sei bei einem Asteroiden- oder Meteoritenaufprall geborsten und zu Millionen von Kleinkörpern zerfallen. Diese hätten durch die Gravitation der Nachbarplaneten eine verhältnismäßig stabile Umlaufbahn eingenommen.

Moderne Berechnungen haben jene These nahezu widerlegt. Die Gesamtmasse aller Objekte des Asteroidengürtels würde nicht einmal für einen ganzen Erdmond ausreichen.

Wahrscheinlicher ist die Annahme, dass der Gürtel zur gleichen Zeit wie unser Sonnensystem entstand. Jupiters gewaltige Einwirkungen verhinderten, dass die Bruchstücke zu einem eigenen Planeten zusammenwuchsen.

Unterschiede Asteroid zu anderen Himmelskörpern

Besonders im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter schätzen die Astronomen Millionen von Asteroiden. In Listen eingetragen wurden bisher über 650.000 Objekte. Die größten von ihnen messen wenige 100 Kilometer Durchmesser. 

Typisch für Asteroiden ist ihre Form als klüftige, höchstenfalls skurrile Felsformation. Um sich zu einer Kugel zu formen, fehlt ihnen die eigene Gravitationskraft. Dennoch werden immer wieder kleine Brocken entdeckt, die von noch kleineren Splittern wie von Monden umkreist werden. 

Der wichtigste Unterschied zu Zwergplaneten und Planeten sind die exzentrischen Umlaufbahnen der Asteroiden. Dies macht sie zu »Bahnkreuzern« – und im schlimmsten Fall zu Meteoriten mit katastrophalen Aufprallfolgen. 

Die Science-Fiction-Literatur greift ihre potenzielle Gefährlichkeit für spektakuläre Szenarienfilme auf. Tatsächlich suchen Astronomen besonders akribisch nach erdnahen Asteroiden, um eine eventuelle Gefahr für die Erde rechtzeitig zu erkennen.

Asteroiden unterscheiden sich von Meteoroiden primär durch ihre höhere Größe.

Die Unterscheidung zwischen Kometen und Asteroiden fällt nicht immer leicht. Im Allgemeinen besitzt ein Komet eine wesentliche Wassereis-Komponente, die in Sonnennähe zur Koma- und Schweifbildung führt. Ein Asteroid bildet in Sonnennähe keinen Schweif aus, da sein Wassereis-Anteil zu gering ist.

Man vermutet allerdings, dass Kometen, die nach unzähligen Sonnenumrundungen ihr ganzes Wassereis verloren haben, als Gesteinskern ihre Bahn fortsetzen. Diese “ausgebrannten” Kometenkerne werden durchaus als Asteroiden klassifiziert.

Bekannte Asteroiden und spannende Fakten

Ceres

• Ceres ist der größte Asteroid im Sonnensystem und hat einen Durchmesser von etwa 590 Meilen (940 Kilometer).
• Es wurde 1801 entdeckt und wurde später als Zwergplanet klassifiziert.
• Ceres hat einen sehr hellen Fleck auf seiner Oberfläche, der als “Ahuna Mons” bekannt ist und möglicherweise vulkanischen Ursprungs ist.
• Es wird vermutet, dass Ceres eine eisige Kruste hat, unter der sich ein Ozean aus flüssigem Wasser befinden könnte.

Eros

• Eros ist einer der größten bekannten erdnahen Asteroiden und hat einen Durchmesser von etwa 16 Kilometern.
• Es wurde 1898 entdeckt und später von der Raumsonde NEAR Shoemaker untersucht.
• NEAR Shoemaker landete 2001 auf der Oberfläche von Eros und entdeckte, dass es eine ungewöhnliche, langgestreckte Form hat.
• Es wird vermutet, dass Eros aus einem porösen Material besteht und eine Vielzahl von Einschlagskratern auf seiner Oberfläche aufweist.

Vesta

• Vesta ist der zweitgrößte Asteroid im Sonnensystem und hat einen Durchmesser von etwa 326 Meilen (525 Kilometer).
• Es wurde 1807 entdeckt und später von der Raumsonde Dawn untersucht.
• Dawn entdeckte, dass Vesta eine ungewöhnliche, geologisch aktive Oberfläche hat, die aus vulkanischen Ebenen und großen Kratern besteht.
• Es wird vermutet, dass Vesta einst geologisch aktiv war und möglicherweise sogar einen Mantel und einen Kern hatte.

Bennu

• Bennu ist ein erdnaher Asteroid mit einem Durchmesser von etwa 500 Metern.
• Es wurde 1999 entdeckt und wird derzeit von der NASA-Raumsonde OSIRIS-REx untersucht.
• OSIRIS-REx landete 2020 auf der Oberfläche von Bennu und sammelte Proben, die zur Erde zurückgebracht werden sollen.
• Bennu hat eine ungewöhnliche, felsige Oberfläche mit vielen Einschlagskratern und möglicherweise organischen Molekülen.

Asteroidenbahnen und Gruppen von Asteroiden

Nicht nur ihre schrundige Form und ihre Winzigkeit unterscheidet die »Unberechenbaren« von den Planeten des Sonnensystems.

Asteroiden bewegen sich gelegentlich derart exzentrisch, dass sie die Umlaufbahnen anderer Planeten kreuzen. Gäbe es nicht den Gasriesen Jupiter, dann käme es häufig zu Kollisionen, auch mit der Erde. Seine Gravitation jedoch stabilisiert die meisten Objektbahnen, sodass die meisten Asteroiden ähnlich »ruhige« Bahnen haben wie Planeten.

Von innen nach außen: Asteroidenbahnen nach Sonnenabstand

Ganz in Sonnennähe, noch innerhalb der Merkurbahn, werden Vulkanoiden vermutet. Bewiesen ist ihre Existenz bisher nicht. Erforscht ist eine »innere« Asteroidengruppe zwischen den Planeten des Sonnensystems Merkur und Venus.

Jupiter sei Dank: Asteroidengürtel in stabilen Bahnen

Zwischen den bekannten Planeten des Sonnensystems fand die »Himmelspolizey« (gegründet 1800) einen Gürtel von Asteroiden. Da alle Objekte sich auf den Linien bewegen, die für den gesuchten weiteren Planeten vorausgesagt waren, vermutet die Wissenschaft, es könne sich hier um die Überreste einer Kollision handeln. Nach chemischer Zusammensetzung, Resonanzverhältnissen und Erdabstand enthält dieser »Hauptgürtel« eine innere, mittlere und »äußere« Zone.

Dort geht die Klassifizierung weiter: Außerhalb der inneren Planeten des Sonnensystems, von Jupiter stabilisiert, werden nach Exzentrizität oder ungewöhnlichen Bahnelementen weitere 6 Gruppen von Asteroiden unterschieden. Auf Jupiters anderer Bahnseite, in Richtung Neptun, bewegen sich »Zentauren«, die vermutlich aus dem Kuipergürtel durch Schwerkraftstörungen in die Nähe des Gasriesen gerieten.

Die äußersten Asteroiden, »Transneptunische Objekte«, werden ebenfalls oder stattdessen als KBOs (Kuipergürtel-Objekte) angesehen. Um einige Planeten des Sonnensystems wurden Asteroiden entdeckt, die sich wie Monde um »ihren« Planeten bewegen. »Trojaner« sind bisher von Mars und Neptun bekannt. 

Trotz aller Wissenschaft konnte bisher noch kein Weg gefunden werden, der Kollisionsgefahr mit Asteroiden zu begegnen. Auf den Planeten des Sonnensystems wurden bisher deutlich die Folgen von Aufschlägen beobachtet und analysiert.

Sollten die genannten Suchprogramme einen Asteroiden auf Kollisionskurs entdecken, dann ist ein Worst-Case-Scenario wie im Film »Armageddon« hoffentlich überflüssig.

Wann kommt der nächste Asteroid auf die Erde?

Asteroiden sind besonders in Erdnähe ein pausenloses Forschungsobjekt, um möglicherweise drohende Kollisionen frühzeitig zu erkennen. Wegen ihrer stark exzentrischen Umlaufbahnen werden auch die Asteroiden des Haupt- und des Kuipergürtels näher untersucht und akribisch beobachtet. Dabei finden die Wissenschaftler Näheres über ihre Herkunft, Zusammensetzung oder gravitative Wechselwirkungen heraus. 

Die sogenannten »Bahnkreuzer«, die die Erdumlaufbahn passieren, werden in die drei Typen »Amor-Typ«, »Apohele«-Asteroiden und »Erdbahnkreuzer« eingeteilt.

Dieser dritte Typ zwischen den inneren Planeten des Sonnensystems ist die für uns gefährlichste: »Erdbahnkreuzer« bewegen sich stark exzentrisch, so dass ein Zusammenstoß jederzeit befürchtet werden muss.

Die Suchprogramme LINEAR, NEAT und LONEOS erfassen systematisch jeden in Frage kommenden Asteroiden, um eine drohende Kollision frühzeitig zu erkennen.

Asteroid 2010RF12 trifft 2095 auf die Erde

Im Gegensatz zu den Dinosauriern, die nicht wussten, dass etwas auf sie zukommt, können wir heute mit Teleskopen den Himmel nach verdächtigen Objekten absuchen, die eine Gefahr darstellen könnten.

Die Europäischen Weltraumbehörde ESA pflegt eine spezielle Risikoliste für erdnahe Asteroiden, die Neos (“Near Earth Objects”) genannt werden. Stand heute befinden sich mehr als 1.000 Asteroiden auf der Liste.

Der Asteroid “2010RF12” befindet sich im oberen Bereich der Liste: sein Einschlag auf der Erde ist vergleichsweise sicher. Forscher gehen davon aus, dass der Brocken mit einer Wahrscheinlichkeit von eins zu zwanzig im Jahr 2095 mit einer Geschwindigkeit von 44.000 km/h auf die Erde treffen wird. Glücklicherweise wären aufgrund seiner geringen Größe von nur ca. 7m die Auswirkungen sehr gering.

Asteroidenabwehr AIDA und DART

Das Asteroid Impact & Deflection Assessment (AIDA, „Asteroiden Einschlag & Ablenkungs Bewertung“) ist eine gemeinsame Mission der NASA und ESA zur Erforschung möglicher Wege einen Asteroiden-Einschlag auf der Erde zu verhindern. 

Bei dieser Mission soll die Theorie geprüft werden ob sich die Flugbahn eines Asteroiden durch Impakt einer Raumsonde (DART-Sonde) ändern lässt und so eine Kollision mit der Erde verhindert werden könnte.

Gefahr eines Asteroiden-Einschlag auf der Erde?

Asteroiden stellen eine Gefahr für die Erde dar. Besonders Erdbahnkreuzer mit stark exzentrischen Bahnen können der Erde jederzeit Gefährlich werden.

Aus diesem Grund gibt es eine ganze Reihe von professionellen und amateur-gestützten Suchprogrammen (LINEAR, NEAT und LONEOS), die systematische versuchen alle Asteroiden zu katalogisieren und Vorhersagen über ihre Bahnen zu machen.

Problematisch am Auffinden von Asteroiden ist, dass sie im Gegensatz zu Kometen keinen Schweif in Sonnennähe bilden und teilweise je nach Zusammensetzung ein dunkle Oberfläche haben. Wird ein Asteroid auf Kollisionskurs spät entdeckt, wird ein Einschlag nicht zu verhindern sein.

Das Zerstörungsausmaß hängt dann in erster Linie von der Masse und Geschwindigkeit des Asteroiden ab und reicht von lokaler Zerstörung bis zur planetaren Katastrophe.

Häufig gestellte Fragen zu Asteroid