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VLT
Neues vom Hundeknochen-Asteroiden
von Stefan Deiters
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9. September 2021

Die europäische Südsternwarte ESO hat heute die bislang detailliertesten Bilder des Asteroiden Kleopatra veröffentlicht. Der Brocken umkreist die Sonne im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter und hat eine Form, die an einen Hundeknochen erinnert. Die neuen Beobachtungen lieferten auch Hinweise auf die Entstehung des Asteroiden.

Kleopatra

Verschiedene Ansichten von Asteroid (216) Kleopatra, aufgenommen mit dem Instrument SPHERE am VLT. Bild: ESO / Vernazza, Marchis et al. / MISTRAL algorithm (ONERA / CNRS) [Großansicht]

"Kleopatra ist ein wirklich einzigartiges Objekt im Sonnensystem", erzählt Franck Marchis vom SETI Institute in Kalifornien und dem Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, der die jetzt vorgestellte Studie leitete. "Die Wissenschaft macht große Fortschritte, indem sie Objekte untersucht, die nicht der Norm entsprechen. Ich glaube, dass auch Kleopatra zu diesen Objekten gehört. Wenn wir verstehen, wie dieses komplexe Asteroidensystem entstanden ist, werden wir auch viel über unser Sonnensystem lernen können."

Der Asteroid (216) Kleopatra umkreist die Sonne im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter und wurde am 10. April 1880 vom österreichischen Astronomen Johann Palisa am Pula-Observatorium in Kroatien entdeckt. Der Asteroid zählt zu den größeren Objekten in dieser Region des Sonnensystems und verfügt mit Alexhelios und Cleoselene auch über zwei Monde. Radarbeobachtungen vor rund 20 Jahren hatten gezeigt, dass der Asteroid aus zwei keulenförmigen Bereichen besteht, die durch einen etwas dünneren Abschnitt verbunden sind (astronews.com berichtete). Seine Form erinnert somit an einen Hundeknochen.

Marchis und sein Team werteten Bilder von Kleopatra aus, die in den Jahren 2017 bis 2019 mit dem Instrument Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) am Very Large Telescope (VLT) der europäischen Südsternwarte ESO gewonnen wurden. Da sich der Asteroid dreht, gelang es so, den Brocken aus verschiedenen Blickwinkeln zu betrachten und auf diese Weise ein 3D-Modell von Kleopatra zu erstellen. Dabei bestätigte sich die Hundeknochenform, wobei sich allerdings eine der beiden Verdickungen als größer erwies als die andere. Die Länge von Kleopatra beträgt rund 270 Kilometer.

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Ein zweites Team um Miroslav Brož von der Karls-Universität im tschechischen Prag hat sich die Bahnen der beiden Monde angeschaut, die 2008 von einem Team um Marchis entdeckt worden waren. Für die Orbits hatte es zuvor nur Abschätzungen gegeben, die allerdings nicht zu den neuen VLT-Beobachtungen passten. "Das musste wir klären", so Brož. "Wenn nämlich die Bahnen der Monde falsch sind, ist alles falsch, auch die Masse von Kleopatra."

Dem Team in Prag gelang es, präzise zu beschreiben, wie die Anziehungskraft von Kleopatra die Bewegung der Monde beeinflusst und ihre komplexen Umlaufbahnen zu berechnen. Dadurch stellte sich heraus, dass die Masse von Kleopatra rund 35 Prozent geringer ist als bislang vermutet. Auch die Dichte des Brockens liegt damit unter dem Wert früherer Schätzungen, nämlich bei 3,4 Gramm pro Kubikzentimeter. Dies deutet darauf hin, dass Kleopatra recht porös sein muss und eventuell aus Material besteht, das sich nach einer gewaltigen Kollision nur locker zu einem neuen Objekt zusammengefunden hat.

Auch für die Entstehung der Monde des Asteroiden gibt es eine spannende Theorie: Kleopatra rotiert annährend mit kritischer Geschwindigkeit um die eigene Achse und ist damit kurz davor, auseinanderzufallen. Schon ein kleiner Einschlag auf dem Brocken würde somit ausreichen, Material von der Oberfläche zu lösen. Marchis und sein Team vermuten daher, dass sich aus den winzigen Gesteinsbrocken, die so von der Oberfläche ins All geschleudert wurden, schließlich die beiden Monde gebildet haben.

Über die neuen Erkenntnisse berichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in zwei Fachartikeln, die in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen sind.

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siehe auch
Asteroiden: Hundeknochen im All - 5. Mai 2000
 
Links im WWW
Marchis, F. et al. (2021): (216) Kleopatra, a low density critically rotating M-type asteroid, A&A, 653, A57
Brož, M. et al. (2021): An advanced multipole model for (216) Kleopatra triple system, A&A, 653, A56
ESO
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