Der Asteroid Itokawa ist für Astronomen ein alter Bekannter. Alle 556 Tage dringt er in die Erdumlaufbahn vor und liefert Forschern daher regelmäßige neue Erkenntnisse über die Beschaffenheit der Himmelskörper. Dennoch ist Itokawa noch immer für Überraschungen gut, wie eine Studie im Magazin Astronomy & Astrophysics nun zeigt.

So haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Niedersachsen und Kollegen vollbracht, was zuvor noch bei keinem Asteroiden gelungen war: "Wir konnten erstmals Eigenschaften aus dem Inneren eines Asteroiden bestimmen", sagte Max-Planck-Mitarbeiter Colin Snodgrass. Die Daten lassen darauf schließen, dass Itokawa zweigeteilt ist. Der erdnussförmige Körper des 600 Meter langen Kleinplaneten ist einerseits so dicht wie ein Felsblock und andererseits so locker und porös wie ein Schutthaufen.

Nur wenige Asteroiden in unserem Sonnensystem sind so gut erforscht wie Itokawa. Nicht nur, weil er so oft nah an der Erde vorbeizieht, der Asteroid war 2005 auch das Ziel der Weltraummission Hayabusa. Die japanische Sonde konnte ihr Forschungsobjekt genau vermessen und Material von seiner Oberfläche zurück zur Erde bringen. Was unter dieser Oberfläche verborgen ist, blieb jedoch weitestgehend unbekannt. In der Vergangenheit ließen sich bestenfalls durchschnittliche Dichten bestimmen. Vereinfachend nahm man an, dass diese den gesamten Körper beschreiben – bis jetzt.

Den entscheidenden Hinweis auf die besondere Struktur fanden die Astronomen in der Rotation des Asteroiden. Bei solch kleinen und unregelmäßig geformten Körpern kann sich diese durch den Einfluss der Sonne verändern. Der Körper absorbiert die Photonen von der Sonne und gibt sie als Wärme an seine Umgebung ab. Wegen der unregelmäßigen Form geschieht das jedoch nicht an allen Stellen gleichmäßig. Unterm Strich entsteht ein winziges Drehmoment.

Itokawa könnte aus zwei Asteroiden hervorgegangen sein

Im Fall von Itokawa sorgt dieses Drehmoment dafür, dass sich der Asteroid immer schneller dreht. Allerdings verringert sich die Zeit, die er für eine vollständige Umdrehung benötigt, nur um etwa 45 Millisekunden pro Jahr – ein winziger Effekt, den die Forscher nur durch Vergleich von insgesamt zehn Datensätzen aus den Jahren von 2001 bis 2013 aufspüren konnten.

Noch ist unklar, wie die kosmische Erdnuss zu ihrer Statur gekommen ist. Die Forscher vermuten, dass der längliche Körper aus einem Zusammenstoß entstanden ist. So könnte Itokawa beispielsweise aus zwei Asteroiden hervorgegangen sein, die einander umkreisten, bis das System kollabierte. Einer der Brocken wäre dann hart wie Granit, der andere eher weich wie Sand gewesen. 

Für ihre Studie nutzte das Team Daten der japanischen Raumsonde Hayabusa und Beobachtungen von insgesamt acht erdgebundenen Teleskopen wie dem New Technology Telescope der Europäischen Südsternwarte Eso bei München. Alle Daten – darunter auch solche aus den USA, Spanien und Chile – wurden anschließend mit theoretischen Arbeiten über die Wärmeabstrahlung von Asteroiden kombiniert.

Für den Astronomen Stephen Lowry von der University of Kent ist der Fund ein wichtiger Schritt für das Verständnis von Gesteinskörpern im Sonnensystem. Zudem könnten die Ergebnisse dabei helfen, Gefahren von Asteroideneinschlägen auf der Erde zu verringern.