"Gewalttätige" Asteroiden rissen einst des Protoplaneten Vesta Kruste auf
Astronomen stellten zwei katastrophale Kollisionen nach, die das Innere des großen Asteroiden Vesta freilegten und kamen zu dem Schluss, dass der Protoplanet eine viel dickere Kruste hat als bisher angenommen wurde.
Das neue Modell basiert auf Computersimulationen von zwei separaten Kollisionen zwischen dem Asteroiden Vesta und zwei etwa 32 km großen Objekten, die in den letzten Milliarden Jahren auf Vesta einschlugen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die beiden Impakte Vestas Kruste zum Schmelzen brachten und sich diese dann jedes mal neu bildete. Dadurch wurde die Kruste dicker, als dies sonst bei einem typischen, schichtweise aufgebauten Gesteinsobjekt üblich ist.
Die Kollisionen verursachten zwei große Einschlagkrater in Vestas Oberfläche.
Der ältere der beiden Krater mit Namen Veneneia entstand vor etwa 2 Mrd. Jahren. Veneneia hat einen Durchmesser von 395 km und hat damit fast drei Viertel des Durchmessers von Vestas Äquator.
Der jüngere der beiden Krater, Rheasilvia, entstand fast eine Milliarde Jahre später. Dieser Einschlag war noch gewaltiger. Er verursachte einen 505 km großen Krater, der fast 90 Prozent von Vestas Durchmesser ausmacht. Im Vergleich zur Größe Vestas ist Rheasilvia eines der größten Krater im Sonnensystem.
Vestas gewalttätige Vergangenheit
Durch Modellierung der Impakte, durch welche diese Krater verursacht wurden, war ein Team von internationalen Wissenschaftlern in der Lage, ins Herz von Vesta zu spähen. Es war ja eines der ursprünglichen Ziele der Studie, mehr über Vestas Inneres zu erfahren, sagte Martin Jutzi von der Universität Bern/Schweiz und Projektleiter dieser Studie.
Der zweit-massivste Asteroid im Sonnensystem begann sein Dasein als Protoplanet, aber die relative Nähe zu Jupiter hemmte sein Wachstum. Vestas Inneres ist im Gegensatz zu den meisten anderen Asteroiden in Schichten aufgebaut. Ähnlich wie ein Planet hat er eine Gesteinskruste, einen Mantel der vorwiegend aus dem Mineral Olivin besteht und einen metallischen Kern im Zentrum.
Die Kollisionen, die Veneneia und Rheasilvia verursachten, haben Material aus 100 km Tiefe und somit aus der Kruste herauf befördert. Da nach herkömmlichen Theorien die Kruste nur etwa 40 km dick sein sollte, hätten die Impakte Bruchstücke des Mantels auf die Oberfläche schleudern müssen.
Modelle von Jutzi und seinem Team lassen aber darauf schließen, dass unter der herkömmlichen Schichtstruktur nur Schutt aus der Kruste auf die nördliche Hemisphäre ausgeworfen wurde, während die südliche Hemisphäre nur von großen Olivin-Bruchstücken aus dem Mantel und von Gesteinen aus tieferen Krustenschichten bedeckt ist.
Simulationen versus Realität
Im Jahr 2011 schwenkte die Raumsonde Dawn in eine Umlaufbahn um den Asteroiden ein und fand anderes. In diesem Jahr - bevor die Raumsonde zum Zwergplaneten Ceres weiter flog - studierte Dawn die Oberfläche Vestas und fand keine Spur von Vestas Mantel-Material, der den Boden von Rheasilvia bedecken sollte. Die Beobachtungen von Dawn ergaben, dass olivin-reiches Gestein im Südpol-Becken fehlt. Dies deutet darauf hin, dass bei den gewaltigen Impakten kein Material vom Vesta-Mantel an die Oberfläche gelangte.
Die Wissenschaftler haben dafür drei mögliche Erklärungen dafür:
Reste vom Mantel auf der Oberfläche entzogen sich der Entdeckung von Dawn
Andere, noch größere Impakte im frühen Leben von Vesta, haben des Asteroiden Oberfläche kräftig vermischt, so dass Olivine sich mit anderen Gesteinen verbunden haben. Olivine sind sehr schwierig spektroskopisch zu erkennen, wenn sie mit anderen Gesteinen vermischt sind.
Aktuelle Messungen der Vesta-Kruste sind nicht allzu genau. Bisherige Theorien lassen darauf schließen, dass die Kruste sich durch langsam abkühlendes Magma verdichtete, so dass sie dicker als die erwarteten 40 km wurde.
Das Szenario einer verdichten Kruste wird durch das Modell favorisiert, dass Co-Autor Jean-Alix Barrat von der Universität von West-Bretagne/Frankreich erstellte. Solch eine Kruste würde für die Fülle an Material in den Tiefen dieser Kruste sprechen.
Obwohl einige Details abweichen, hat das Modell der Forscher die Grundform der Becken richtig vorhergesagt. Zum Beispiel prophezeite ihr Modell größere Erhebungen in der südwestlichen Region des Asteroiden. Aber solche Erhebungen wurden statt dessen in der gegenüberliegenden Region gefunden. Solche Unterschiede könnten durch geringfügige Schwankungen des Aufprallwinkels erklärt werden, sagte das Team. Aber es sollte nur minimale Auswirkungen darauf haben, wie das Material ausgeworfen und verteilt wurde.
Die Ergebnisse der Studie wurden am 13. Februar 2013 online in der Zeitschrift Nature bekannt gegeben.
15. Februar 2013/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
