Crashtests im All

Für seine Berechnungen von Asteroiden-Kollisionen erhält Jakob Deller einen Preis des amerikanischen Planetary Science Institute.

Schätzungsweise mehr als eine Millionen größere Gesteinsbrocken bevölkern den so genannten Asteroidengürtel, eine Region zwischen den Umlaufbahnen der Planeten Mars und Jupiter. Immer wieder kommt es dort zu heftigen Zusammenstößen. Forscher gehen davon aus, dass solche Kollisionen auch bei der Entstehung der Asteroiden eine wichtige Rolle spielten. Was genau geschieht, wenn sich die Bahnen zweier solcher kosmischer Brocken kreuzen, erforscht Jakob Deller vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen. In seinen Computersimulationen gelingt es ihm erstmals, dabei den inneren Aufbau der Körper zu berücksichtigen. Als Anerkennung für seine Arbeiten hat das amerikanische Planetary Science Institute Deller jetzt als Preisträger für den Pierazzo International Student Travel Award ausgewählt.  

Die meisten Asteroiden sind in gewisser Weise Geröllhaufen: lockere Ansammlungen von Gesteinsbrocken verschiedener Größe, die hauptsächlich die Gravitationskraft zusammenhält. „Bisherigen Simulationen von Asteroiden-Kollisionen berücksichtigen diesen Aufbau jedoch kaum“, erklärt Deller. Stattdessen gehen sie von kompakten Körpern aus, deren innere Eigenschaften an allen Stellen gleich sind. „Für das Verhalten beim Aufprall macht das jedoch einen gewaltigen Unterschied“, erklärt Deller und verweist auf eine Steinkugel und ein mit Sand gefülltes Säckchen, die aus großer Höhe auf eine Tischplatte fallen. Während die Steinkugel ein wenig hochhüpft und möglicherweise sogar zerbricht, können die vielen beweglichen Sandkörnchen im Innern des Säckchens den Impuls aufnehmen und abfedern. Das Säckchen bleibt einfach liegen.

Ähnlich verhalten sich auch die kosmischen Geröllhaufen. In Dellers Crashtests am Computer erweisen sie sich als deutlich robuster als bisher gedacht. „Nur bei sehr heftigen Kollisionen brechen die Asteroiden auseinander“, so Deller. Im Normalfall verlieren sie nur etwas Material, verschmelzen mit dem Impaktor oder verformen sich – etwa wenn als Folge des Aufpralls Hohlräume im Innern kollabieren.

Forscher glauben, dass dies auch beim Asteroiden Steins geschehen ist. Im September 2008 flog die ESA-Raumsonde Rosetta, die derzeit den Kometen Churyumov-Gerasimenko ansteuert, an dem etwa fünf Kilometer großen Körper vorbei. Aufnahmen des wissenschaftlichen Kamerasystems an Bord, das Forscher am MPS entwickelt und gebaut haben, zeigen eine Kette sieben kraterartiger Mulden auf seiner Oberfläche. „Vieles spricht dafür, dass die Mulden keine Einschlagskrater sind“, so Deller. „Vielmehr könnte an diesen Stellen das Geröll nach Innen abgesackt sein.“

Jakob Deller hat an der Universität Göttingen Physik studiert und sein Studium mit einer Master-Arbeit über die Stabilität der Bahnen von Planeten, die um einen Doppelstern kreisen, abgeschlossen. Seit Anfang 2012 promoviert er am MPS und der University of Kent in Canterbury (England).

Das Planetary Science Institute, eine angesehene amerikanische Forschungseinrichtung, die sich der Planetenforschung widmet, verleiht den Pierazzo International Student Travel Award jährlich an zwei Nachwuchswissenschaftler. Das Preisgeld von 2000 Euro soll den jungen Forschern helfen, Reisekosten, die beim Besuch wichtiger internationaler Konferenzen und Tagungen anfallen, zu tragen.