Zusammenfassung:
Die von der NASA-Erkundungsmission „Osiris-Rex“ mitgebrachten Bennu-Asteroidenproben verändern das Verständnis der wissenschaftlichen Gemeinschaft über die frühe Entstehungsgeschichte des Sonnensystems. Die neuesten Forschungsergebnisse zeigen, dass dieser kohlenstoffreiche erdnahe Asteroid möglicherweise nicht wie traditionell angenommen am entfernten Rand des Sonnensystems entstanden ist, sondern sich in der Nähe der „Wassereislinie“ im jungen Sonnensystem gebildet hat. Sein Entstehungsprozess könnte auch durch die frühe Entwicklung des Jupiter erheblich beeinflusst werden.
Es wird angenommen, dass Bennu eines der primitivsten Materialien aus der Frühzeit des Sonnensystems enthält, was es zu einem wichtigen Ziel für die Erforschung der Geschichte der Planetenentstehung macht. Um die Geheimnisse der Entstehung des Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren aufzudecken, müssen Wissenschaftler alte Materialien analysieren, die sich seit ihrer Entstehung kaum verändert haben, und Bennu ist eine so kostbare „Zeitkapsel“.
Da Bennu alle 1,2 Jahre die Sonne umkreist und sich alle sechs Jahre der Erde nähert, wobei die Entfernung zur Erde an ihrem nächsten Punkt etwa 300.000 Kilometer beträgt, ist sie zu einem idealen Probenahmeziel geworden. Im September 2023 brachte die NASA-Sonde „Osiris-Rex“ etwa 120 Gramm Bennu-Oberflächenmaterial zur Erde zurück und eröffnete der wissenschaftlichen Gemeinschaft damit beispiellose Forschungsmöglichkeiten.
Seit langer Zeit glauben Astronomen allgemein, dass kohlenstoffreiche Asteroiden wie Bennu relativ spät entstanden und in den äußeren Bereichen des Sonnensystems entstanden sind, wo Kometen entstehen. Die jüngste Analyse der zurückgegebenen Proben zeigt jedoch ein ganz anderes Bild.
Ein Teil der Probe wurde an die Eidgenössische Technische Hochschule in Zürich geschickt. Das Forschungsteam maß Eisen-, Titan- und Chromisotope auf etwa 0,5 Gramm des Materials. Die Isotopenzusammensetzung kann die chemischen Eigenschaften der Umgebung erfassen, in der Himmelskörper entstanden sind, und gilt daher als wichtiges Instrument zur Rückverfolgung der Herkunft von Himmelskörpern.
Forschungsergebnisse zeigen, dass die Titan- und Eisenisotope im Inneren von Bennu sehr gleichmäßig verteilt sind und auch chemische Eigenschaften aufweisen, die denen des Ryugu-Asteroiden und der kohlenstoffhaltigen Meteoriten CI, die von der japanischen Sonde Hayabusa 2 beprobt wurden, sehr ähnlich sind. CI-Meteoriten sind eine Art kohlenstoffreicher Meteoriten, die auf der Erde äußerst selten sind und die ursprünglichsten Eigenschaften bewahren.
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Bennu, Ryugu und der Mutter-CI-Meteorit fast denselben Isotopen-„Fingerabdruck“ aufweisen, und dieses Merkmal unterscheidet sich erheblich von anderen im Sonnensystem bekannten Asteroiden, Meteoritengruppen und Planeten. Dies bedeutet, dass sie wahrscheinlich aus demselben kosmischen Staubreservoir stammen.
Weitere Analysen ergaben, dass diese gemeinsame Quelle nicht im sonnenfernen Außenbereich liegt, sondern eher in der Nähe der sogenannten „Wassereislinie“. Die Wasser-Eis-Linie ist eine Schlüsselgrenze in der Scheibe des jungen Sonnensystems, wo Wasserdampf zu Eis kondensieren kann.
Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren war die entstehende Sonne von einer protoplanetaren Scheibe aus Gas, Staub und Eis umgeben. Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich in der Nähe der Wasser-Eis-Grenze Material aus dem inneren und äußeren Sonnensystem vermischt. Eis fungiert bei diesem Prozess als natürlicher Klebstoff und bindet winzige Staubpartikel zusammen, um nach und nach größere Objekte zu bilden.
Das Forschungsteam glaubt, dass Bennu tatsächlich ein „Hybrid“ ist. Es ähnelt weder einem typischen Objekt des inneren Sonnensystems noch einem typischen Objekt des äußeren Sonnensystems, sondern behält die Eigenschaften der Materialmischung in den beiden Regionen bei.
Noch faszinierender ist die Tatsache, dass Jupiter in diesem Prozess möglicherweise eine Schlüsselrolle gespielt hat. Forscher vermuten, dass sich Jupiter innerhalb von etwa einer Million Jahren nach der Geburt der Sonne schnell bildete. Als massereichster Planet im Sonnensystem verändert Jupiters starke Schwerkraft die Flugbahn des umgebenden Gases und Staubs und beeinflusst die Art und Weise, wie Material in verschiedenen Regionen transportiert und vermischt wird.
Forscher glauben, dass es das frühe Bildungs- und Migrationsverhalten von Jupiter war, das es Materialien ermöglichte, die ursprünglich in verschiedenen Regionen des Sonnensystems verteilt waren, sich in der Nähe der Wassereisgrenze zu sammeln und zu vermischen, was schließlich zur Geburt von Bennu, Ryugu und ihren verwandten Elternobjekten führte.
Diese Entdeckung verändert nicht nur das Verständnis der wissenschaftlichen Gemeinschaft über den Ursprung von Bennu, sondern liefert auch neue Hinweise zum Verständnis der frühen Entwicklung des Sonnensystems. Untersuchungen zeigen, dass der Entstehungsprozess des Sonnensystems möglicherweise komplexer ist als bisher angenommen und es zu einem häufigeren Austausch und einer häufigeren Vermischung von Materialien in verschiedenen Regionen kommt als erwartet.
Wissenschaftler sagten, dass dieser Asteroid mit fortschreitender Analyse weiterer Bennu-Proben voraussichtlich weitere wichtige Geheimnisse über die Entstehung von Planeten, die Entwicklung des primitiven kosmischen Staubs und die Geburtsgeschichte des Sonnensystems enthüllen wird.
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