NASA/Carla Thomas/SwRI
Daten des Stratosphären-Observatoriums für Infrarot-Astronomie der NASA zeigten Wassermoleküle auf der Oberfläche zweier verschiedener Asteroiden.
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Erstmals wurden Wassermoleküle auf der Oberfläche von Asteroiden nachgewiesen, was beweist, dass es sich bei diesen Überresten aus der Entstehung unseres Sonnensystems nicht nur um ausgetrocknete Weltraumgesteine handelt.
Astronomen glauben, dass der Einschlag von Asteroiden, die auf unseren Planeten einschlugen, dazu beigetragen haben könnte, Wasser und andere Elemente auf die frühe Erde zu transportieren. Laut einer neuen Studie könnten Hinweise auf Wasser auf Asteroiden diese Theorie stützen.
Die Daten wurden von einem Instrument des inzwischen stillgelegten Flugteleskops Stratospheric Observatory for Infrarot Astronomy gesammelt. Das Infrarotteleskop namens SOFIA flog an Bord eines Boeing 747SP-Flugzeugs, das so modifiziert wurde, dass es durch die Stratosphäre über 99 % der Erdatmosphäre fliegt, die Infrarotlicht blockiert.
Die Infrarotkamera für schwache Objekte für das SOFIA-Teleskop oder FORCAST-Instrument ermöglichte es Astronomen, Wassermoleküle auf Iris und Massalia zu entdecken, zwei Asteroiden im Hauptasteroidengürtel zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter. Beide sind mehr als 223,1 Millionen Meilen von der Sonne entfernt.
Die Ergebnisse wurden am Montag im Planetary Science Journal veröffentlicht.
Astronomen wurden inspiriert, SOFIA zur Untersuchung von Asteroiden zu nutzen, nachdem das Teleskop Hinweise auf Wasser auf dem Mond entdeckte, sagte die leitende Studienautorin Dr. Anicia Arredondo, Forschungswissenschaftlerin am Southwest Research Institute in San Antonio.
Hinweise auf Hydratation waren zuvor von der Mitautorin der Studie, Dr. Maggie McAdam, Forscherin am Ames Research Center der NASA in Mountain View, Kalifornien, bei der Verwendung eines anderen Teleskops auf den beiden Asteroiden gefunden worden. Aber die Forscher waren sich nicht sicher, ob Wasser oder eine andere molekulare Verbindung wie Hydroxyl die Hydratation verursachte, sagte Arredondo.
„Unsere neuen Beobachtungen mit SOFIA ergaben eindeutig, dass es sich bei dem, was sie sahen, tatsächlich um Wasser handelte“, sagte Arredondo. „Aber diese Objekte gehören zur S-Klasse der Asteroiden, was bedeutet, dass sie größtenteils aus Silikaten bestehen, und bis zu Dr. McAdams Ergebnissen wurde angenommen, dass sie völlig trocken sind.“
Die Wassermenge, die das Team entdeckte, entsprach in etwa der einer 12-Unzen-Flasche Wasser, die in einem Kubikmeter Erde eingeschlossen ist, sagte Arredondo, was mit SOFIAs Mondfund vergleichbar ist. Das Teleskop entdeckte im Jahr 2020 die Signatur von Wassermolekülen in einem der größten Krater auf der Südhalbkugel des Mondes.
Wie das Wasser auf der Mondoberfläche „kann Wasser auch auf Asteroiden an Mineralien gebunden sowie an Silikat adsorbiert und in Silikat-Einschlagglas eingeschlossen oder gelöst werden“, sagte Arredondo.
Asteroiden sind die Überreste der Planetenentstehung in unserem Sonnensystem. Die Untersuchung ihrer Zusammensetzung kann Astronomen Aufschluss darüber geben, wo in unserer kosmischen Nachbarschaft die Asteroiden ihren Ursprung haben.
„Als das Sonnensystem entstand, bildeten sich je nach Entfernung zur Sonne unterschiedliche Materialien, weil Material (weiter) von der Sonne schneller abkühlte (als) Material näher an der Sonne“, sagte Arredondo per E-Mail. „Deshalb bestehen die inneren Planeten wie Erde und Mars aus Gestein und die äußeren Planeten wie Neptun und Uranus aus Eis und Gas.“
Der Nachweis von Wasser auf Iris und Massalia kann Astronomen dabei helfen, die Geschichte dieser besonderen Asteroiden zurückzuverfolgen, was darauf hindeutet, dass ihre Entstehung weit genug von der Sonne entfernt stattfand, um zu verhindern, dass ihr Wasser durch Hitze verkocht.
Die Forscher versuchten mit SOFIA, auf zwei anderen Asteroiden nach Wasser zu suchen, aber die Entdeckung war zu schwach. Jetzt nutzt das Team das James-Webb-Weltraumteleskop, um verschiedene Asteroiden ins Visier zu nehmen und nach Wassersignaturen zu suchen.
Während die Webb-Beobachtungen noch andauern, sagte Arredondo, dass die vorläufigen Ergebnisse das Team dazu ermutigt hätten, Zeit für die Beobachtung von 30 weiteren Asteroiden mit dem leistungsstarken Infrarot-Teleskop zu beantragen.
„Das JWST-Teleskop ist viel größer als das SOFIA-Teleskop, sodass es Daten mit höherer Qualität und in kürzerer Zeit Daten für mehr Asteroiden sammeln kann“, sagte Arredondo. „Ich hoffe, mit JWST viele verschiedene Asteroiden beobachten zu können, um nach dieser Wassersignatur zu suchen, und hoffentlich eine Bestandsaufnahme des Wassers im Asteroidengürtel machen zu können.“
Webb könnte Astronomen helfen, die Wasserverteilung im Sonnensystem sowie die Zusammensetzung verschiedener Asteroidentypen besser zu verstehen.
„Wir hatten wirklich nicht damit gerechnet, auf diesen silikatreichen Asteroiden Wasser zu finden“, sagte Arredondo. „Wenn wir über die Hydratation von Asteroiden sprechen, sprechen wir meistens über kohlenstoffreichere Asteroiden, wie den Asteroiden Bennu, zu dem die OSIRIS-REx-Mission der NASA ging. Jetzt möchte ich nach Trends zwischen der Menge an Feuchtigkeit und der Zusammensetzung suchen. Ich möchte wissen, ob die kohlenstoffreichen Asteroiden deutlich mehr Wasser haben als die silikatreichen Asteroiden oder ob sie ähnliche Mengen haben.“