Bennu-Proben deuten auf Jupiters Rolle im frühen Sonnensystem hin
Winzige Proben des Asteroiden Bennu deuten darauf hin, dass der Asteroid dort entstand, wo sich Material aus dem inneren und äußeren Sonnensystem vermischte, und dass Jupiter den Staub mitformte, aus dem er aufgebaut wurde. Forschende der ETH Zürich berichten über das Ergebnis in Science Advances.
Die OSIRIS-REx-Mission der NASA sammelte Material von der Oberfläche von Bennu und brachte es 2023 zur Erde: Am 23. September 2023 landete eine Kapsel mit rund 120 Gramm in der Wüste von Utah. Maria Schönbächler, Professorin für Isotopengeochemie an der ETH Zürich, erhielt ein halbes Gramm davon.
Ein chemischer Fingerabdruck aus drei Elementen
Das Team untersuchte Isotope von Eisen, Titan und Chrom. Isotope sind Formen desselben Elements mit unterschiedlicher Neutronenzahl, und ihre relativen Anteile wirken wie ein Fingerabdruck, der Hinweise darauf gibt, woher Material stammt. Eisen und Titan erwiesen sich als bemerkenswert gleichmäßig im Material von Bennu verteilt.
Der Fingerabdruck offenbarte zudem eine enge Verwandtschaft zwischen Bennu, dem Asteroiden Ryugu und CI-Meteoriten, einer seltenen Gruppe kohlenstoffreicher, kaum veränderter Überreste des frühen Sonnensystems. Alle drei weisen auffallend ähnliche Isotopensignaturen auf, die sich deutlich von denen anderer bekannter Asteroiden, Meteoritengruppen und Planeten unterscheiden. Dies legt nahe, dass ihr Ausgangsmaterial aus demselben Reservoir uralten kosmischen Staubs stammt.
Ein anderer Geburtsort als erwartet
Jahrelang glaubten Forschende, dass primitive Asteroiden wie Bennu im äußeren Sonnensystem entstanden, möglicherweise dort, wo sich Kometen bildeten, und dass sich ihr Material relativ spät zusammenfügte. Die neuen Erkenntnisse stellen beide Annahmen infrage. Die Forschenden schlagen vor, dass sich das Ausgangsmaterial von Bennu, Ryugu und den CI-Meteoriten nahe der Wassereislinie ansammelte, der Grenze in der Scheibe um die junge Sonne, jenseits derer es kalt genug war, dass Wasserdampf gefror.
Welche Rolle Jupiter gespielt haben könnte
Jupiter begann sich innerhalb von etwa einer Million Jahren nach der Geburt der Sonne zu bilden. Mit seinem Wachstum könnte seine Schwerkraft wie eine Barriere gewirkt haben, die die meisten größeren Teilchen daran hinderte, seinen Bahnbereich zu durchqueren, während feiner Staub passieren konnte. Dieser feine Staub aus unterschiedlichen Teilen der Scheibe konnte sich nahe der Wassereislinie weitgehend vermischen. Das Szenario könnte auch erklären, warum Bennu reich an wasserhaltigem Material ist und chemisch der Sonne ähnelt, da winzige Teilchen effizient zirkulieren und sich vermischen. „Bennu bietet uns möglicherweise den besten Einblick in die ursprüngliche Mischung chemischer Elemente, aus der die terrestrischen Planeten letztlich aufgebaut wurden“, sagt Schönbächler.
Die Ergebnisse klären nicht genau, wie wasserhaltige Minerale und organische Verbindungen zur Erde gelangten, zeigen aber, wo solche Bestandteile ihren Ursprung hatten. Offene Fragen bleiben, darunter, ob andere Asteroiden die Bennu-Ryugu-Signatur teilen. Schönbächler plant, Proben der Phobos-Probenrückführungsmission der JAXA zu beantragen, die Ende Oktober 2026 starten soll, deren Kapsel jedoch erst 2031 zurückerwartet wird.
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