Katlenburg-Lindau (Deutschland) - Gewaltige Einschläge von Asteroiden könnten kohlenstoffreiches Material auf den Protoplaneten Vesta getragen haben. Diese Schlussfolgerung legt eine aktuelle Untersuchung des dunklen Oberflächenmaterials durch deutsch-amerikanische Wissenschaftler nahe. Ähnliche Ereignisse könnten in der Frühzeit des Sonnensystems auch die inneren Planeten wie die Erde mit Kohlenstoff und damit einem Grundbaustein organischer Verbindungen versorgt haben.
© NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Auch auf dieser 3D-Darstellung des Cornelia-Kraters auf Vesta ist das dunkle Material zu erkennen...
Im vergangenen Jahr offenbarte die deutsche "Framing Camera" an Bord der NASA-Raumsonde Dawn, zwei gewaltige Krater auf der Südseite des Himmelskörpers (...wir berichteten). Doch die gigantischen Einschläge haben nicht nur die Form des zweitgrößten bekannten Asteroiden bzw. Protoplaneten, sondern auch seine mineralogische Zusammensetzung dauerhaft verändert.

"Vesta ist in vielerlei Hinsicht bemerkenswert. Zum einen ist der Himmelskörper, der zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter um die Sonne kreist und einen Durchmesser von etwa 530 Kilometern hat, einer der wenigen Protoplaneten in unserem Sonnensystem, die heute noch intakt sind", erläutert die Pressemitteilung des Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS). "Wie andere Protoplaneten war Vesta vor etwa 4,5 Milliarden Jahren ein heißer, geschmolzener Körper. Wissenschaftler gehen jedoch davon aus, dass der Großteil der vulkanischen Aktivität nach nur wenigen Millionen Jahren zum Erliegen kam. Vesta ist somit eine Art Zeitkapsel aus einer frühen Entwicklungsphase des Sonnensystems. Zum anderen haben die Aufnahmen der Raumsonde Dawn eine Oberfläche mit ausgeprägten Unterschieden in Helligkeit und Zusammensetzung offenbart. Es gibt auf Vesta helles Material, das so weiß ist wie Schnee, und dunkle Bereiche, die so schwarz sind wie Kohle (...wir berichteten)."

Gerade dieses den Forschern rätselhafte Material könnte nun weiteren Aufschluss über die Entwicklung und Vergangenheit des Protoplaneten - und damit des gesamten Sonnensystems - geben.
© NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
...ebenso an den Kraterwänden und als versprengkelte Punkte auf der gesamten Südhalbkugel des Protoplaneten.
Wie die Forschergruppe unter Leitung von Vishnu Reddy vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung und der University of North Dakota aktuell im Fachjournal Icarus berichtet, erscheint es als sehr wahrscheinlich, dass dieses Material nicht ursprünglich zu Vesta gehörte, sondern durch Einschläge von Asteroiden eingebracht wurde: "Vieles spricht dafür, dass das dunkle Material sehr reich an Kohlenstoff ist", erläutert Reddy die Ergebnisse der bisher umfassendsten Analyse dieses dunklen Materials, die anhand von Daten der NASA-Raumsonde "Dawn" erstellt wurde, die bis vergangenen September Vesta ein Jahr lang umkreist hatte, (...wir berichteten, s. Links).

Bei der Erstellung einer Übersichtskarte zur Verteilung des dunklen Materials machten die Wissenschaftler eine erstaunliche Entdeckung: "Das dunkle Material gruppiert sich in erster Linie um die Ränder der beiden großen Krater auf der Südhalbkugel", so Lucille Le Corre (sic) vom ebenfalls vom MPS. "Genauere Untersuchungen zeigten, dass dieses Gestein wahrscheinlich mit dem ersten der beiden Einschläge, der vor etwa zwei bis drei Milliarden Jahren das Veneneia-Becken bildete, auf den Protoplaneten kam. Der zweite Einschlag, in dessen Folge das riesige Rheasilvia-Becken entstand, hat einen Teil dieses Material dann später überdeckt (s. Verteilungskarte)."
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Übersichtskarte der Südhalbkugel der Vesta: Die Kreise, Rauten und Sterne zeigen die Fundstellen des dunklen, kohlenstoffreichen Materials. Die rote Linie zeigt den Rand des Veneneia-Beckens, die schwarze Linie den Rand des Rheasilvia-Beckens. (Eine vergrößerte Darstellung finden Sie HIER).
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Umfangreiche Modellrechnungen der Forscher unterstützen ebenfalls die Theorie der zwei Einschläge - und erlauben zudem genaueren Aufschluss über deren Verlauf. So konnten die Wissenschaftler in Computersimulationen bestimmen, welche Aufprallgeschwindigkeiten mit den gefundenen Konzentrationen des dunklen Materials vereinbar sind. "Alles spricht für einen vergleichsweise langsamen Zusammenstoß mit Geschwindigkeiten von weniger als zwei Kilometern pro Sekunde", so Reddy. Der Einschlag im Nördlinger Ries im Süden Deutschlands geschah dagegen bei etwa 20 Kilometern pro Sekunde. Und auch die räumliche Verteilung des Materials, welche die Forscher berechnen konnten, entspricht dem Bild, das sich heute zeigt."

Auch aus der Gruppe der von Vesta stammenden sogenannten HED-(Howardit, Eucrit und Diogenit)-Meteorite, lassen sich Rückschlüsse über das dunkle Material ziehen, denn auch einige dieser Meteoriten zeigen dunkle Einschlüsse, die ebenfalls reich an Kohlenstoff sind. "Durch genaue Analyse des dunklen Materials auf der Vesta und Vergleichen mit Laboruntersuchungen dieser Meteorite konnten wir nun den ersten direkten Beweis liefern, dass die HED-Meteorite tatsächlich Bruchstücke von Vesta sind", so Le Corre.

Bei den Analysen geht es den Forschern aber längst nicht nur darum, die genaue Entwicklungsgeschichte von Vesta zu rekonstruieren. Vielmehr wollen sie die Bedingungen im frühen Sonnensystem verstehen.

Die Mission Dawn startete vor etwa fünf Jahren und schwenkte am 16. Juli 2011 in eine Umlaufbahn um den Protoplaneten Vesta ein. 2015 soll die Raumsonde ihr zweites Reiseziel, den Zwergplaneten Ceres, erreichen, der wie Vesta im sogenannten Asteroidengürtel zwischen den Umlaufbahnen des Mars und des Jupiter um die Sonne kreist.

Quelle: mps.mpg.de, jpl.nasa.gov, dlr.de