Dawn: Überraschendes vom Asteroiden Vesta

astronews.com Redaktion

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Unterschiedliche Einschlagkrater, Täler, Canyons und Berge, die zu den höchsten im Sonnensystem gehören - die dreidimensionalen Aufnahmen, die Wissenschaftler des DLR mit Hilfe des Kamerasystems an Bord der NASA-Sonde Dawn vom Asteroiden Vesta erstellt haben, zeigen einen Himmelskörper, der für das Team so manche Überraschung bereit hält. (16. September 2011)

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Myrddin

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Einfach fantastisch! Ich musste ein wenig grinsen, als sie die "large circular depression" am Südpol zeigten. Diese sah für mich einen Moment ein wenig nach einem Smiley aus :)
 

Monod

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Interessant fand ich insbesondere die parallel verlaufenden Rillen in der Äquatorregion. Das erinnert mich ein wenig an den Marsmond Phobos.
 

Alex74

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Im Prinzip sieht das Ding so aus als sei es von dem Einschlag im Süden regelrecht zusammengestaucht worden.

Schließt man eigentlich die Differenziertheit von Vesta nur aus den Spektraluntersuchungen der Oberfläche (die folglich wenig schwere und viele leichte Elemente aufweisen sollte)? Immerhin muß für eine hinreichende Differenzierung 1.) im Inneren ein hinreichendes Gravitationsgefälle sein und 2.) das Innere auch hinreichend lange glutflüssig bleiben. Ehrlich gesagt habe ich da bei so einem kleinen Ding meine Zweifel.

Gruß Alex
 

Bynaus

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Im Prinzip sieht das Ding so aus als sei es von dem Einschlag im Süden regelrecht zusammengestaucht worden.

Vielleicht. Anderseits könnte es sein, dass es sich um Auswurfmaterial handelt, das - in Wellen - zurück auf die Oberfläche geregnet ist.

Schließt man eigentlich die Differenziertheit von Vesta nur aus den Spektraluntersuchungen der Oberfläche (die folglich wenig schwere und viele leichte Elemente aufweisen sollte)?

Man schliesst auch die Differenziertheit aus den Spektraluntersuchungen, und aus dem Umstand, dass diese mit einer Gruppe von Achondriten (Howardite, Eukrite und Diogenite = HEDs genannt) übereinstimmen. Achondriten sind ganz grob gesagt der Gesteinsteil, der übrig bleibt, wenn man das Eisen aus einem primitiven Meteoriten rausschmilzt. Bei den HEDs ists noch etwas komplizierter, aber im Grundsatz ist es das.

Mit leichten oder schweren Elementen hat das nichts zu tun. Eisen sinkt zwar in den Kern, weil es schwer ist bzw. eine hohe Dichte hat, aber es kann das nur, weil es so enorm häufig ist, dass es bei der Aufschmelzung von Gestein makroskopische Klumpen bildet (und nicht genügend Sauerstoff vorhanden ist, um all das Eisen zu oxidieren). Für das Verhalten von allen anderen Elementen ist dann nur noch wichtig, wie gut sie sich in Eisen- oder Gesteinsschmelzen lösen (ob sie "siderophil" oder "lithophil" sind). Uran etwa ist schwer, doch es löst sich praktisch nicht in Eisenschmelzen, dafür umso besser in Gesteinsschmelzen. Entsprechend ist die Erdkruste, gegenüber der Sonnensystem-Durchschnittszusammensetzung, stark an Uran angereichert, während Eisenmeteoriten daran verarmt sind (was übrigens auch die allererste Datierung des Alters des Sonnensystems möglich machte).

im Inneren ein hinreichendes Gravitationsgefälle sein

Das Gravitationsgefälle spielt keine grosse Rolle, solange die intermolekularen Kräfte nur klein genug sind. Ein Kubikmeter Wasser wird in der Schwerelosigkeit eine Kugelform annehmen, aber ein Kubikmeter Eis nicht. Aber da kommt der nächste Punkt hinein:

das Innere auch hinreichend lange glutflüssig bleiben

Vesta ist sehr früh entstanden, ca. 2 Mio Jahre nach den ersten Kondensaten (bzw., die HEDs sind so früh entstanden, und damit indirekt Vesta). In dieser Zeit gab es mehr als genug radioaktive Elemente, um so grosse Körper komplett aufzuschmelzen. Man schätzt, dass alle so frühen Asteroiden bis hinunter zu einem Durchmesser von ein paar 10 km aufgeschmolzen sind (nur später entstandene Asteroiden konnten der Aufschmelzung entkommen, oder wurden im Extremfall nur noch minimal gewärmt).
 

mac

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Hallo Bynaus,

In dieser Zeit gab es mehr als genug radioaktive Elemente, um so grosse Körper komplett aufzuschmelzen.
das setzt doch aber voraus, daß das Material des Sonnensystems zu einem erheblichen Teil aus einer/mehreren SN Explosionen stammt, die 'sehr kurz' vorher in der Nähe stattgefunden haben. Gibt es da Grundlagen für quantitative Annahmen?

Herzliche Grüße

MAC
 

Bynaus

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Nicht zu einem erheblichen Teil: der Anteil an, z.B. 26Al an der totalen Al-Konzentration (oder 60Fe an total Fe) war auch schon damals sehr gering (26Al und 60Fe sind die einzigen Elemente, die für die Aufschmelzung der frühen Planetesimale wichtig sind). Aus frühen Meteoriten kann man in etwa Verhältnisse von ~5e-5 für 26Al und 5e-9 für 60Fe ermitteln (Dauphas, N., Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 2011. 39:351–86).

Aber die Materie in heissen Sternentstehungsgebieten ist sicher an solchen SN-Produkten angereichert, im Vergleich zu, sagen wir, dem interstellaren Medium. 26Al ist dabei wohl relativ homogen verteilt gewesen, während 60Fe inhomogen war (dh, verschiedene, gleich alte Meteoriten geben andere Anfangskonzentrationen für 60Fe, aber nicht für 26Al), was darauf hindeuten könnte, dass das Material, aus dem sich das Sonnensystem bildete, relativ kurz vor seiner Kontraktion mit 60Fe-reichem Material gemischt wurde - diese Mischung war bis zur Bildung der ersten Kondensate im neugebildeten Sonnensystem offenbar nicht vollständig. Für 26Al lag die letzte Mischung offenbar schon länger zurück.

Die totalen relativen Beiträge von s-Prozess (Elementsynthese in Roten Riesen) und r-Prozess (Elementsynthese in SN) hängen im Sonnensystem von der Massenzahl des Elements ab, je höher Z, desto stärker der Einfluss des r-Prozesses, wobei etwa auf der Höhe von Eisen (50<Z<56) Anteile von jeweils 50% erreicht werden. Für einzelne Elemente und Isotope können sich jedoch starke Abweichungen von diesem sehr generellen Trend zeigen.
 

mac

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Hallo Bynaus,

erst mal danke für Deine Antwort.

Folgende Überlegung dazu: Nimmt man an, daß alle Al Isotope in ähnlich hoher Konzentration entstehen, dann kann bei dem von Dir genannten Anteil Al26/Al die Entstehung des Al26 maximal 10 Millionen Jahre her sein ( 14 Halbwertzeiten) Wahrscheinlich aber wesentlich weniger lange, weil sich die Metalle einer nahen SN mit den schon länger vorhandenen Metallen in der Präsolaren Wolke gemischt haben.

Für Fe60 läge diese Zeit bei maximal 40 Millionen Jahren, auch hier wird es wohl wesentlich weniger lange her gewesen sein.

Paßt das zu den Bildungsszenarien?

Herzliche Grüße

MAC
 
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