Eine Familie primitiver Asteroiden bietet Astronomen ein Fenster in die Vergangenheit, während sie versuchen, die Geschichte dieser kleinen Weltraumgesteinsbrocken aufzuklären, von denen man annimmt, dass sie einst Wasser zur Erde gebracht haben.
Das Leben im Sonnensystem kann gefährlich sein, da es im Laufe der Geschichte viele Einschläge gegeben hat – denken Sie zum Beispiel an den riesigen Einschlag, der unseren Mond geformt hat, oder die mehrfachen Einschläge, die die Oberfläche des Merkur verkratert haben. Gelegentlich wurden auch große Asteroiden im Hauptasteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter getroffen. Dabei zerfielen diese Asteroiden in kleinere Stücke. Durch solche Ereignisse können mehrere Dutzend kleinere Weltraumgesteine entstehen; Natürlich haben viele der resultierenden Teile, die von demselben ursprünglichen Objekt stammen, einige gemeinsame Merkmale, zum Beispiel, dass sie sich auf ähnlichen Umlaufbahnen bewegen. Astronomen nennen solche Gruppen von Asteroiden „Familien“, berichtet die Aprilausgabe 2024 der Zeitschrift Icarus.
Es ist bekannt, dass es im Asteroidengürtel mehr als 120 solcher Familien gibt. Einige, wie die Vesta-Familie, benannt nach dem zweitgrößten Objekt im Gürtel, 4 Vesta, weisen Anzeichen einer chemischen Veränderung auf. Da es sich bei Vesta um eine so große Familie handelt, durchlief es eine Erhitzung sowie einen Prozess namens Differenzierung, bei dem schwerere Elemente in seinen Kern sanken und verschiedene Schichten bildeten, bevor er von einem anderen Asteroiden getroffen und teilweise zerstört wurde.
Allerdings behalten acht Asteroidenfamilien ihre ursprüngliche Chemie bei. Astronomen sind sehr an diesen unberührten Proben interessiert, da ihre primitive Zusammensetzung Aufschluss über die Bedingungen in unserem Sonnensystem geben kann, als sich die Vorläufer-Asteroiden dieser Familien bildeten. Mit anderen Worten: Sie könnten uns helfen, einen Blick in die Geheimnisse des alten Sonnensystems zu werfen. Deshalb ist die Planetenforscherin Noemi Pinilla-Alonso von der University of Central Florida Co-Leiterin eines Projekts namens Primitive Asteroid Spectroscopic Survey (PRIMASS), um die chemische Zusammensetzung dieser Asteroidenfamilien zu erfassen.
Nun wurde diese Arbeit endlich abgeschlossen, dank der Doktorandin von Pinilla-Alonso, Brittany Harvison, die die Verantwortung für die Untersuchung von Infrarotbeobachtungen der Erigona-Familie primitiver Asteroiden übernommen hat, der letzten Familie, die vom PRIMASS-Projekt untersucht wurde. Die Familie Erigon ist kosmisch gesehen recht jung, da die Kollision, die sie hervorgebracht hat, schätzungsweise erst vor 130 Millionen Jahren stattgefunden hat.
„Es gibt Theorien, dass die Erde einen Teil ihres Wassers von primitiven Asteroiden im frühen Sonnensystem erhalten haben könnte“, sagte Harvison in einer Erklärung. „Bei den meisten dieser Theorien geht es darum, zu verstehen, wie diese primitiven Asteroiden in die Flugbahn der Erde gebracht wurden. Daher kann die Untersuchung primitiver Asteroiden im heutigen Sonnensystem dazu beitragen, ein Bild davon zu zeichnen, was vor vielen Jahren geschah.“
Mithilfe von Nahinfrarotbeobachtungen des 3,2-Meter-Infrarotteleskops der NASA auf Hawaii und des 3,58-Meter-Galileo-Teleskops auf den Kanarischen Inseln in Spanien analysierte Harvison die Zusammensetzung von 25 Mitgliedern der Erigone-Familie. Die Gruppe ist nach ihrem größten Mitglied, dem 72 Kilometer (44,7 Meilen) großen Asteroiden 163 Erigone, benannt.
Harvison fand heraus, dass 43 % der Erigona-Familie, darunter 163 Erigona, kohlenstoffhaltige Asteroiden vom Typ C sind, was bedeutet, dass sie kohlenstoffreich sind. Dass so viele Asteroiden der Erigona-Familie vom C-Typ sind, ist nicht überraschend, da dies der häufigste Asteroidentyp insgesamt ist und häufig Hinweise auf hydratisierte oder wasserhaltige Mineralien enthält. Somit sind Asteroiden vom Typ C tatsächlich die besten Kandidaten für den Wassertransport zur Erde.
Beim Rest der Erigona-Familie handelt es sich bei 28 % um Asteroiden vom Typ X, die wahrscheinlich einem anderen Typ angehören, aber ähnliche Spektren wie der Rest ihres Clans aufweisen. Asteroiden vom Typ B, eine Art kohlenstoffhaltiger Asteroid, machen 11 % der Erigona-Familie aus, während unbekannte Asteroiden vom Typ T 7 % ausmachen. Es gibt auch eine kleine Anzahl felsiger L- und S-Typen, die eher nicht-primitive Außerirdische als echte Familienmitglieder zu sein scheinen.
Harvisons wichtigste Entdeckung besteht jedoch darin, dass alle Mitglieder der Erigona-Familie eine ähnliche Grundzusammensetzung haben, die in keiner anderen primitiven Asteroidenfamilie wiederholt wird. Tatsächlich sind alle Familien einzigartig und weisen einen unterschiedlichen Grad an Flüssigkeitszufuhr auf. Die Möglichkeit, zu korrelieren, welche Asteroidenfamilien den höchsten Wassergehalt haben, wird Astronomen dabei helfen, bei der Suche nach den Quellen, die Wasser zur Erde gebracht haben, den richtigen Weg einzuschlagen.
Da die Erigone-Familie so stark hydriert ist, sind sie heute ein wichtiges Ziel für Astronomen. Zufälligerweise wird die NASA-Weltraummission Lucy, die zu den trojanischen Asteroiden des Jupiter unterwegs ist, zunächst den Asteroiden 52246 Donaldjohanson besuchen. Dieser nach dem amerikanischen Paläoanthropologen benannte Typ-C-Asteroid gehört zur Erigone-Familie, sodass Wissenschaftler ihn aus nächster Nähe betrachten können, wenn Lucy am 20. April 2025 vorbeifliegt.
Dem PRIMASS-Team gelang es auch, ab diesem Sommer Zeit am James Webb-Weltraumteleskop zu gewinnen, um die Erigone-Familie (sowie andere primitive Asteroiden) zu beobachten. Die von JWST und Lucy erzielten Ergebnisse werden die Geschichte dieser antiken Objekte weiter enthüllen und beginnen, Lücken in unserem Wissen über die Vergangenheit des Sonnensystems und der Erde zu schließen.