Meine lieben,
endlich ist es mal wieder so weit. Zeit für einen „Frag, und es wird Tag“.
Diese Rubrik lebt von euch und euren Fragen. Desto mehr fragen kommen, desto voller und spannender wird diese Rubrik. Also, fragt, und es wird Tag…
Hier also nun die Frage aus einem Mailchat mit Eva:
Hallo mein lieber Mondsüchtiger, schon witzig das es soo viele Monde gibt: ehrlich gesagt fasziniert mich vielleicht sogar noch mehr das es eben Monde von Asteroiden gibt. Das kann ich mir einfach nicht vorstellen. Also wie das zustande kommen kann.
So von wegen Schwerkraft.
Sehr gute Frage. Schauen wir mal, wo hin uns die Antwort führt. Und das sage ich nicht so dahin. Klar weiß ich ungefähr, was ich antworten will, aber wirklich nur ungefähr…
Asteroiden, Monde, Planeten
Monde kennen wir viele hunderte in unserem Sonnensystem. Ein Mond ist für mich dann ein Mond, wenn er einen Planeten hat, den er umkreisen darf.
Die Diskussion darüber, was ein Planet genau ist, erspare ich uns jetzt. Ich erinnere nur nochmal daran, dass Pluto eben aktuell kein Planet mehr sein darf.
Der Planet, der keiner mehr sein darf
Auf jeden Fall ist ein Planet so groß und schwer, dass er rund ist. Außerdem braucht ein Planet einen Stern, den er umkreist. Es kommt zwar vor, dass ein Planet dann und wann seinen Stern verliert, aber wahrscheinlich verliert er dann auch seinen Planetenstatus, weil er quasi kein Zuhause mehr hat. Er vagabundiert und meandert alleine durch das All, bis ihn jemand massereiches einfängt.
Wichtig für die Beantwortung unserer Frage ist, dass ab einer gewissen Größe und Form ein Planet kein Planet mehr ist, sondern ein Asteroid.
Und dann stellt sich tatsächlich die Frage, was etwas ist, das einen Asteroiden, der kein Planet ist, umkreist.
Wenn ein Trabant keinen Planeten, sondern nur einen Asteroiden umkreist, dann ist er für mich kein Mond, weil ein Mond in für mein Gefühl einen Planeten und nicht nur einen Asteroiden braucht, um ein Mond sein zu dürfen..
Ich weiß, das ist alles etwas schwammig, und man kann es auch anders sehen, siehe Pluto.
In meinem Universum kreisen, wie gesagt, Monde nur um Planeten.
Bei mir werden also Asteroiden nicht von Monden umkreist, sondern von asteroiden.
Wer wäre denn in so einem Doppel-Asteroiden-System der Asteroid, und wer der Mond? Wahrscheinlich wäre dann immer der kleinere der Mond.
Es kommt aber durchaus vor, das Asteroiden umeinander tanzen. Das stelle ich mir besonders bei einem Pärchen, wo beide ungefähr gleich viel wiegen, sehr spannend vor. Denn es umkreist hier kein Asteroid einen anderen, sondern beide tanzen um ihren Schwerpunkt herum, der in dem schönen Fall in der Mitte zwischen beiden läge.
Ein Beispielpaar
Das prominenteste Beispielpaar sind wohl
die zwei gravitativ miteinander verbundenen Asteroiden
Didymos – der größere, etwa 780–805 m groß und Dimorphos der kleinere , mit einem Durchmesser von etwa 160 m , der Didymos umkreist.
Am 26. September 2022 steuerte die NASA-Raumsonde DART (Double Asteroid Redirection Test) gezielt auf den kleineren Dimorphos zu und krachte mit etwa 6,1 km/s hinein.
Dieses Szenario sollte zeigen, ob es im Falle einer Erdbedrohung durch einen Asteroiden möglich wäre, diesen durch so einen Einschlag derart abzulenken, dass er uns verfehlt.
Und das hat erstaunlich gut funktioniert.
Vor dem Einschlag brauchte Dimorphos für einen Umlauf um Didymos 11 Stunden 55 Minuten. Danach waren es nur noch ungefähr 11 Stunden 22 Minuten.
Die Umlaufzeit wurde also um rund 33 Minuten verkürzt.
Die nach dem Spektakel erzeugte Staubwolke lässt vermuten, dass der Getroffene Asteroid im Grunde ein Geröllhaufen ist.
Genaueres erfahren wir hoffentlich im November, wenn die Raumsonde Hera der ESA dort ankommt, und den Einschlag genauer betrachten wird.
Und das Schöne an der Mission ist: Hera soll nicht einfach nur ein Foto vom Krater machen. Sie soll forensische Arbeit am Tatort leisten. 😄
Sie soll unter anderem herausfinden:
- Wie groß und tief ist der von DART erzeugte Einschlag?
- Wie viel Masse hat Dimorphos tatsächlich?
- Wie ist der Asteroid im Inneren aufgebaut?
- Wie stark wurde er durch den Einschlag deformiert?
Und vor allem:
- Wie effizient war DART wirklich?
Denn DART hat zwar die Umlaufzeit von Dimorphos deutlich verändert, aber wir wissen von der Erde aus nicht genau, warum die Wirkung so groß war. Ein Teil des Effekts stammt vom ausgestoßenen Material: Der Einschlag schleuderte gewaltige Mengen Gestein ins All, und dessen Rückstoß verstärkte den Impuls.
Hera soll diesen Vorgang im Detail rekonstruieren.
So weit, so gut. Die Frage bleibt natürlich. Wie können sich zwei relativ kleine Massen, wie sie für Asteroiden üblich sind, finden und umkreisen?
Szenario 1 – Die Umarmung
Sie finden sich, strecken sich die Arme entgegen und er bittet sie zum Tanze.
Das ist theoretisch möglich, aber sehr unwahrscheinlich.
Dazu müssten die beiden schon sehr nahe aneinander vorbei fliegen, so dass sie sich überhaupt gravitativ spüren und ihre Herzen für sich entdecken könnten.
Außerdem müssten beide sehr langsam aufeinander zu fliegen, um sich nicht wieder gravitativ zu entschlüpfen und für immer zu verlieren.
Seit wir selbst Sonden auf Asteroiden und Kometen landen lassen, wissen wir es, wie schwer es ist, auf etwas mit so wenig Schwerkraft sauber einzuparken.
Szenario 2 – Autsch
Es passiert etwas ähnliches, wie bei der Entstehung unseres Mondes.
Der besteht aus dem, was ins Weltall geschleudert wurde, als unsere junge Erde von einem etwa marsgroßen Drumm getroffen wurde.
Ein Asteroid kracht analog zu unserer Mondentstehung in einen anderen, Aus diesen Bruchstücken entsteht dann ein kleiner neuer Trabant, der den geschädigten Asteroid dann wie ein Mond umkreist.
So etwas ist tatsächlich auch Nicht unmöglich, und passierte vor allem als das Sonnensystem noch kleiner und die Einschläge häufiger waren, sicher öfters.
Szenario 3 – Zwillinge
Sie könnten aber auch als Paar gleichzeitig entstanden sein.
Ob dem so war, findet man wohl nur heraus, wenn wir hin gehen, auf beiden landen und nach Ähnlichkeiten suchen.
Szenario 4, mein Lieblingszenario
Bei Didymos und Dimorphos geht man heute von folgendem aus:
Didymos hat sich selbst einen Mond „gemacht“
Didymos ist ein relativ kleiner und offenbar locker zusammengehaltener Körper, eher ein „Geröllhaufen als ein kompakter Felsbrocken.
Und er dreht sich sehr schnell, einmal in nur etwa 2,26 Stunden.
Und jetzt kommt ein wunderschöner und spannender Mechanismus ins Spiel: der YORP-Effekt.
Sonnenlicht erwärmt den Asteroiden. Die Oberfläche gibt diese Wärme als Infrarotstrahlung wieder ab. Weil die Oberfläche unregelmäßig ist, geschieht das nicht völlig symmetrisch. Dadurch entsteht über sehr lange Zeit ein winziges Drehmoment.
Das ist lächerlich klein, aber es wirkt Millionen, vielleicht Milliarden Jahre lang. Kleinvieh macht auch Mist.
Also dreht sich unser Geröllhaufen mit der Zeit immer schneller.
Irgendwann wird es für das lockere Geröll am Äquator kritisch. Die Fliehkraft wird dort so groß, dass Material nicht mehr fest auf dem Asteroiden bleibt.
Und dann passiert es.
Didymos verliert Material.
Nicht unbedingt mit einem gewaltigen Knall. Eher still und leise, wie im Weltall erst mal alles leise ist…
ein Steinchen löst sich … noch eines … noch eines …
Diese Brocken bewegen sich zunächst mit sehr geringer Geschwindigkeit relativ zu Didymos. Und weil sie bereits aus demselben Körper stammen, befinden sie sich automatisch in der unmittelbaren Umgebung und teilen im Wesentlichen dessen Bewegung um die Sonne.
Die Gravitation von Didymos hält einen Teil dieses Materials weiterhin fest.
Das Material geht also nicht einfach davon, sondern kann zunächst Didymos umkreisen und sich dabei langsam zusammenballen.
Aus dem Geröll entsteht schließlich, voilà, Dimorphos.
Genau dieses Szenario wird für das Didymos-System inzwischen als sehr plausibel angesehen. Die DART-Untersuchungen sprechen dafür, dass Dimorphos Material von Didymos geerbt hat und wahrscheinlich durch einen größeren Massenauswurf entstanden ist.
Das ist doch eine wunderschöne Geschichte.
Da fliegt irgendwo im Sonnensystem ein ziemlich unscheinbarer Haufen Geröll um die Sonne. Er dreht sich ein bisschen zu schnell, verliert Steinchen, und aus diesem verlorenen Material entsteht nach und nach ein kleiner Begleiter.
Kein großer Knall. Keine kosmische Verabredung. Kein „Wir haben uns gefunden und beschlossen, umeinander zu kreisen“.
Nur Licht, Wärme, ein winziges Drehmoment, ein bisschen Schwerkraft, und sehr viel Zeit.
Fazit:
Und vielleicht ist genau das die schönste Antwort auf Evas Frage.
Schwerkraft muss gar nicht stark sein. Sie muss nur geduldig sein.
Trotz dem ist sie ohne Zweifel die Heimliche Herrscherin im All.
Was für uns wie zwei kleine Asteroiden aussieht, die sich irgendwie gefunden haben, kann das Ergebnis eines Prozesses sein, der über Millionen oder Milliarden Jahre ganz langsam gearbeitet hat.
Das Universum hat eben Zeit.
Wir haben sie nur leider nicht.