Moonlet: Wie binäre Asteroiden ihre seltsame Form erhalten
Frühere Theorien sind davon ausgegangen, dass sich binäre Asteroiden (Asteroidenpaare, die Miniversionen des Erde-Mond-Systems sind) bilden, wenn ein Eltern-Asteroid (bestehend aus lose zusammengehaltenen Steinen) so schnell rotiert, dass er einen Teil seiner Masse abwirft. Dieses Material verschmilzt zu einem zweiten, kleineren natürlichen Satelliten (Moonlet), der meist länglich ist. Manche haben laut einem Forschungsteam(öffnet im neuen Fenster) jedoch merkwürdige Formen.
Dimorphos (der im Fokus der Dart-Mission der Nasa stand) war jedoch ein abgeplattetes Sphäroid - eine Kugel, die an den Polen zusammengedrückt und in der Mitte gestreckt ist. Und der winzige Selam , der kürzlich entdeckte Satellit des Asteroiden Dinkinesh , besteht aus zwei miteinander verbundenen felsigen Kugeln.
Die Simulation der Moonlet-Entstehung
Um die seltsamen Formen der Asteroiden zu verstehen, entwickelte das internationale Team zwei detaillierte Computermodelle. Mit dem ersten schaute es, wie sich die Form der Asteroiden verändert, wenn sie sich schnell drehen und Trümmer ausschleudern.
Der zweite Modellsatz ging davon aus, dass die Trümmer eine donutförmige Zone (die sogenannte Trümmerscheibe(öffnet im neuen Fenster) ) um den Mutterasteroiden bilden - also eine Zone mit einem Hohlraum zwischen Mutterasteroid und den ersten Trümmern. Die Algorithmen verfolgten dann die Bewegung aller Fragmente, während sie durch die Schwerkraft voneinander und von ihrem Elternteil beeinflusst wurden und zu Aggregaten zusammenstießen. Zudem berücksichtigte das Team auch zwei Arten von Eltern-Asteroiden, die in Größe und Dichte Ryugu und Didymos ähneln.
Die unterschiedlichen Formen
Die vom Elternteil ausgeübte Gravitationskraft und die Art der Kollisionen, die das Moonlet mit anderen felsigen Objekten in der Trümmerscheibe erlebt, sind die beiden Hauptfaktoren für die Form der Asteroiden- Moonlets . Welcher dieser Faktoren eine größere Rolle spielt, hängt von anderen Parametern wie der Asteroidendichte ab. Dichtere Asteroiden wie Didymos drehen sich schneller als leichtere, Ryugu-ähnliche Asteroiden, wodurch breitere Trümmerscheiben entstehen, die dazu führen, dass sich die Moonlets in größerer Entfernung zum Wirtskörper bilden.
Wenn sich die Trabanten an der Roche-Grenze bilden (dem Bereich, indem die Schwerkraft des Mutterkörpers die innere Kraft des Asteroiden ausgleicht), weisen sie meistens eine längliche Form auf. Abseits dieser Grenze nehmen die Asteroiden eine abgeflachte Form an, da sie sich dem Gravitationseinfluss des Mutter-Asteroiden entziehen. Beim Zusammenprall mit anderen Gesteinstrümmern wachsen sie gleichmäßiger als ihre länglichen Gegenstücke.
Die meisten abgeplatteten Asteroiden bilden sich jedoch weit unterhalb der Roche-Grenze. Dann werden die Moonlets von der Schwerkraft des Mutterasteroiden zerrissen und verlieren ihre längliche Form. Es ist wahrscheinlicher, dass sie nach der Kollision mit anderen Vorläufer-Moonlets zu abgeflachten Sphäroiden geformt werden.
Auch der Winkel, in dem zwei Vorläufermondteile zusammenstoßen, ist für die endgültige Form von Bedeutung. Kollidieren beide Asteroiden entlang ihrer kurzen Achsen, ist die resultierende Form eher abgeflacht. Wenn ihre längsten Achsen beim Aufprall aufeinander ausgerichtet sind, entsteht ein zweilappiges Objekt - wie bei Salem.
Zur Studie
Die Studie wurde am 20. Juli 2024 in der Fachzeitschrift Icarus veröffentlicht: Rapid formation of binary asteroid systems post rotational failure: A recipe for making atypically shaped satellites(öffnet im neuen Fenster) (Schnelle Bildung von binären Asteroidensystemen nach einem Rotationsausfall: Ein Rezept für die Herstellung atypisch geformter Satelliten).