Weit gereist: Der Asteroid Ryugu umkreist jetzt den erdnahen Weltraum. Doch sein Ursprung liegt weit im äußeren Sonnensystem, wie Isotopenanalysen von Proben dieses Asteroiden nun nahelegen. Demnach deuten Anomalien in den Isotopen mehrerer schwerer Elemente wie Eisen, Titan und Chrom darauf hin, dass sich der Gesteinsbrocken jenseits von Jupiter und Saturn gebildet haben muss, möglicherweise sogar im Bereich von Uranus und Neptun, wie Forscher in „Science“ berichten .” Fortschritt”.
Die meisten Asteroiden unseres Sonnensystems kreisen im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Abgelenkt von Kollisionen und Gravitationsturbulenzen folgen einige von ihnen auch erdnahen Umlaufbahnen. Lange Zeit ging man davon aus, dass sich all diese Stücke an Ort und Stelle, in der inneren Zone der Urwolke, gebildet haben. Doch in den letzten Jahren haben Astronomen einige Objekte im Asteroidengürtel entdeckt, die nicht ins Bild passen: Manche ähneln erloschenen Kometen, andere sind ungewöhnlich reich an Metallen oder Kohlenstoff.
Woher kommt Ryugu?
Noch spannender sind die Proben, die die japanische Raumsonde Hayabusa-2 im Frühjahr 2019 von der Oberfläche des Asteroiden Ryugu gesammelt und Ende 2020 zur Erde zurückgebracht hat. Dieser erstaunliche, rautenförmige, erdnahe Asteroid ist etwa 4,5 Milliarden Jahre alt und damit ein Relikt aus den Anfängen unseres Sonnensystems. Seine Umlaufbahn deutet darauf hin, dass er aus dem inneren Hauptteil des Asteroidengürtels stammt. Erste chemische Analysen lassen daran jedoch Zweifel aufkommen, einige Forscher vermuten sogar einen „aufgetauten“ Kometenkern in Ryugu.
Jetzt werfen neue Analysen von Proben aus Ryugu ein neues Licht auf die Herkunft des mysteriösen Gesteins. Ein Team um Timo Hopp von der University of Chicago analysierte vier Proben des Asteroiden und zum Vergleich Proben von 13 verschiedenen Meteoriten auf ihre Eisenisotope. „Das Verhältnis bestimmter Eisenisotope zueinander ist ein hervorragender Marker, um einige dieser Gruppen anhand ihrer Herkunftsorte zu unterscheiden“, erklärt Co-Autor Thorsten Kleine vom Max-Planck-Institut für Systemforschung Solar (MPS) in Göttingen.
Auffällige Isotopenanomalien
Analysen ergaben: Die meisten Meteoriten weisen deutliche Überschüsse des Eisenisotops 54Fe auf. Proben des Asteroiden Ryugu wiesen jedoch deutlich geringere Konzentrationen dieses Eisenisotops auf, ebenso wie drei Proben von kohligen Chondrit-Meteoriten vom Cl-Typ. Diese seltenen Steinmeteorite des sogenannten Ivuna-Typs enthalten relativ viel Kohlenstoff und gelten als besonders ursprünglich.
„Es gibt eine überraschende Beziehung zwischen dem Asteroiden Ryugu und den relativ seltenen Meteoriten der CI-Gruppe“, sagt Hopp. Neben Anomalien der Eisenisotope zeigen diese Meteoriten auch Anomalien in anderen schweren Elementen wie Titan, Chrom und Molybdän, sagen die Forscher. Außerdem enthalten sowohl diese Meteoriten als auch Ryugu relativ viele flüchtige Substanzen, wie Analysen paralleler Proben eines anderen Forscherteams zeigen.
Ursprung im äußeren Sonnensystem
Zusammengenommen kommen Hopp und sein Team zu dem Schluss, dass Ryugu nicht aus dem inneren Sonnensystem oder dem Asteroidengürtel stammen kann. Stattdessen muss sein Ursprung viel weiter liegen: jenseits von Jupiter und Saturn, möglicherweise sogar im Einflussbereich von Uranus und Neptun. „Alle Studien deuten darauf hin, dass Ryugu wie kohlige Chondriten ein Kind des äußeren Sonnensystems ist“, fasst Hopp zusammen.
Folglich entstanden diese Asteroiden erstmals vor 4,5 Milliarden Jahren am eisigen äußeren Rand der Urwolke. Seine Position änderte sich erst, als die beiden großen Gasplaneten Jupiter und Saturn nach innen wanderten und Uranus und Neptun zusammenwirkten und ihre Plätze tauschten. Dadurch entstanden Turbulenzen, die auch weit außen umlaufende Asteroiden nach innen in den Bereich des Asteroidengürtels brachten. (Wissenschaftliche Fortschritte, 2022; doi:10.1126/sciadv.add8141)
Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung
21. Oktober 2022
– Nadja Podbregar