[ziesell]

Weltall: Erstmals Wasser auf Asteroiden entdeckt

Auf dem Mond sind bereits Wassermoleküle dank des Sophia-Observatoriums entdeckt worden. Mit dessen Daten hat eine Forschungsgruppe nun Wasser auf zwei Asteroiden gefunden.



Zum ersten Mal sind Wassermoleküle auf der Oberfläche von Asteroiden entdeckt worden. Die Daten stammen von dem stillgelegten Stratosphäre-Observatorium Sophia. Dieses wurde gemeinsam von dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa betrieben.

In den Daten des Observatoriums konnte bereits Wasser auf der sonnenbeschienenen Oberfläche unseres Mondes entdeckt werden, speziell in einem der größten Krater auf der südlichen Hemisphäre des Mondes. In einem Kubikmeter Mondregolith ist etwa so viel Wasser chemisch in Mineralien gebunden wie in einer 12-Unzen-Flasche (etwa 355 Milliliter).

Eine Forschungsgruppe des Southwest Research Institutes (SwRI) in San Antonio (Texas, USA) analysierte jetzt die Asteroiden-Daten von Sophia. "Asteroiden sind Überbleibsel aus dem Prozess der Planetenentstehung, so dass ihre Zusammensetzung davon abhängt, wo sie sich im Sonnennebel gebildet haben", erklärt die Hauptautorin Anicia Arredondo (vom SwRI) in einer Pressemitteilung.

Besonders die Verteilung von Wasser auf dem Asteroiden ist für Arredondo und ihr Team interessant: "Denn sie kann Aufschluss darüber geben, wie das Wasser auf die Erde gelangt ist."

Die Wasserverteilung im Sonnensystem verstehen lernen

Wasserfreie oder trockene Silikat-Asteroiden bilden sich in der Nähe der Sonne. Eisiges Material bildet sich weiter draußen – dort, wo die Sonne nur noch wenig Wärme ausstrahlt. Das Verständnis der Lage der Asteroiden und ihrer Zusammensetzung gibt Aufschluss darüber, wie die Materialien im Sonnennebel verteilt waren und sich seit ihrer Entstehung entwickelt haben.

Sobald die Fachwelt versteht, wie sich das Wasser in unserem Sonnensystem verteilt, kann sie diese Erkenntnisse auch auf andere Sternensysteme anwenden. Das wiederum kann bei der Suche nach potenziellem außerirdischen Leben behilflich sein – sei es in unserer Nachbarschaft oder weit darüber hinaus.

Die Untersuchung von vier Asteroiden

Frühere Beobachtungen des Mondes und von Asteroiden hatten zwar eine Form von Wasserstoff nachgewiesen, konnten aber nicht zwischen Wasser und seinem nahen chemischen Verwandten, dem Hydroxyl (bei dem ein Wasserstoffatom an ein Sauerstoffatom gebunden ist), unterscheiden.

Die Forschungsgruppe untersuchte vier silikatreiche Asteroiden mit dem Forcast-Instrument (Faint Object infrared Camera for the Sofia Telescope; Infrarotkamera für schwache Objekte für das Sofia-Teleskop). Dabei isolierten sie auf zwei der Asteroiden die Spektralsignaturen im mittleren Infrarotbereich. Dieser Bereich weist auf molekulares Wasser hin.

Laut Arredondo kann Wasser an Mineralien nicht nur auf dem Mond, sondern auch auf Asteroiden gebunden sein. Zudem könnte es von Silikat adsorbiert werden und somit in silikatischem Einschlagglas eingeschlossen oder gelöst sein. Und tatsächlich hat das Team "auf den Asteroiden Iris und Massalia ein Merkmal entdeckt, das eindeutig auf molekulares Wasser zurückzuführen ist".

Die Asteroiden Iris und Massalia

Der Asteroid (7) Iris stammt aus dem Hauptgürtel zwischen Mars und Jupiter. Sein Durchmesser beträgt etwa 200 Kilometer im Durchmesser, damit ist er einer der größten Asteroiden des Hauptgürtels. Für eine Umrundung der Sonne benötigt Iris ungefähr 3,7 Jahre und das auf einer elliptischen Umlaufbahn von 269 Millionen bis 434 Millionen Kilometern.

Auch (20) Massalia stammt aus dem Asteroiden-Hauptgürtel. Mit einem Durchmesser von circa 147 Kilometern gehört Massalia zu den größeren Asteroiden dieser Region. Für eine Umrundung der Erde benötigt er ebenfalls 3,7 Jahre, jedoch auf einer elliptischen Umlaufbahn, die 314 Millionen bis 419 Millionen Kilometer groß ist.

Jetzt soll das James-Webb-Teleskop ran

Die Daten von zwei schwächeren Asteroiden, Parthenope und Melpomene, waren zu verrauscht, um eine endgültige Schlussfolgerung zu ziehen. Die Forschungsgruppe geht davon aus, dass das Forcast-Instrument von Sophia nicht empfindlich genug für die Entdeckung von Spektralmerkmalen von Wasser ist – falls diese vorhanden sind.

Die Asteroiden (11) Parthenope und (1 Melpomene stammen ebenfalls aus dem Hauptgürtel. Parthenope hat einen Durchmesser von 162 Kilometern und benötigt für eine Sonnenumrundung etwa 3,8 Jahre. Dies geschieht auf einer elliptischen Umlaufbahn von etwa 331 Millionen bis 403 Millionen Kilometern. Bei Melpomene sind es 269 Millionen bis 419 Millionen Kilometer. Dafür benötigt der 140 Kilometer im Durchmesser umfassende Asteroid etwa 3,5 Jahre.

Mit dem Weltraumteleskop James Webb will das Team weitere Ziele auf Wasser-Spektralmerkmale untersuchen. Zwei weitere Asteroiden führte es während des zweiten Beobachtungszyklus bereits durch. Einen Vorschlag für 30 neue Ziele reichte es inzwischen ein.

Zur Studie

Die Studie wurde am 12. Februar 2024 in der Fachzeitschrift Planetary Science Journal veröffentlicht: Detection of molecular H2O on nominally anhydrous asteroids (Nachweis von molekularem H2O auf nominell wasserfreien Asteroiden).

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