Entstehung von Asteroiden: vom kosmischen Staub bis zu kleinen Gesteinskörpern

Asteroidenbildung

Asteroiden als Zeugen des frühen Sonnensystems

DERAsteroidensind fossile Zeugen der Entstehung des Sonnensystems. Sie repräsentierenUrkörperdie seit ihrer Entstehung nur wenige thermische und mechanische Veränderungen erfahren haben. Ihre chemische und isotopische Zusammensetzung liefert wertvolle Hinweise auf die Anfangsbedingungen der protoplanetaren Scheibe und die ersten Akkretionsprozesse.

Ansammlung von Staub und Bildung von Planetesimalen

In der protoplanetaren Scheibe interagiert kosmischer Staub durch elektrostatische Kräfte und schwache Kollisionen. Die Mikrokörner aggregieren zu millimetergroßen, dann zentimetergroßen Aggregaten, bis sie die Größe von erreichenPlanetesimale. Das Wachstum ist nicht einheitlich: Es wird durch Effekte wie moduliertGravitationsinstabilität der Scheibeund dieturbulente Strudeldie die Partikel konzentrieren.

Akkretion, Kollisionen und Vielfalt von Asteroiden

Aktuelle numerische Simulationen deuten darauf hin, dass diese Mechanismen die Entstehung von Körpern in nur wenigen tausend Jahren um mehrere Kilometer beschleunigen können. Kollisionen können sowohl konstruktiver Natur sein und die Ansammlung von Materie ermöglichen, als auch destruktiver, teilweise fragmentierender Körper entstehenwieder angesammelter Schutt. Dieser Zyklus der Verschmelzung und Fragmentierung führte zu der heute im Hauptgürtel und in den Populationen beobachteten VielfaltTrojaner.

Fülle kleiner Asteroiden

Die Asteroidenpopulation wird stark von kleinen Körpern mit einem Durchmesser von einigen Metern bis einigen Kilometern dominiert. Diese kleinen Asteroiden sind im Vergleich zu großen Planetesimalen und großen Asteroiden äußerst zahlreich. Diese Verteilung ist das Ergebnis sowohl der anhaltenden Fragmentierung aufgrund von Kollisionen als auch des begrenzten Akkretionsprozesses für die massereichsten Körper. Der Hauptgürtel enthält somit Milliarden kleiner Asteroiden, die eine wahre „Wolke“ aus Gesteins- und Metallfragmenten bilden. Ihre Häufigkeit erklärt teilweise die hohe Häufigkeit von Meteoriten, die von diesen Objekten ausgehen, wenn sie die Erdumlaufbahn kreuzen.

Hinweis: :
Von Weltraummissionen gewonnene DatenIn der Nähe von SchuhmacherUndOSIRIS-RExermöglichte die Validierung dieser Modelle durch direkte Messungen der Zusammensetzung, Dichte und inneren Struktur von Asteroiden.

Röntgenaufnahme kleiner Asteroiden

Kleine Asteroiden sind keine monolithischen Blöcke, sondernTrümmerbatterien, Ansammlungen von Fragmenten von der Größe eines Kieselsteins bis zur Größe eines kleinen Hauses. Diese hohe Porosität bedeutet, dass der innere Zusammenhalt sehr gering ist und hauptsächlich durch die Schwerkraft und manchmal durch elektrostatische Kräfte zwischen den Körnern aufrechterhalten wird.

Der Asteroidengürtel beherbergt eine große Vielfalt dieser kleinen Körper. Ihre Struktur weist zahlreiche Brüche und Hohlräume im Inneren auf, wodurch diese Objekte zerbrechlich und anfällig für Kollisionen sind. Die durchschnittliche Dichte einigerTrümmerbatterienkann geringer sein als der von Festgestein, was darauf hindeutet, dass bis zu 50 % des Volumens aus porösen Hohlräumen bestehen können.

In solche Asteroiden könnte eine menschliche Hand theoretisch hineingreifen, ohne auf nennenswerten Widerstand zu stoßen. Dieser schwache Zusammenhalt erklärt auch, warum viele kleine Asteroiden bei Kollisionen oder gravitativen Vorbeiflügen leicht zersplittern können, wodurch Trümmer entstehen und die Dynamik des Hauptgürtels verändert wird.

Hinweis: :
Radarbeobachtungen und Missionsdichtemessungen wie zIn der Nähe von Schuhmacherüber Eros undHayabusaauf Itokawa bestätigte die Trümmerhaufenstruktur für viele kleine Asteroiden.