NASAs Lucy: Erdnussförmiger Asteroid mit Wassergeschichte

Eisenhaltige Tonminerale weisen darauf hin, dass Gestein einmal in Kontakt mit flüssigem Wasser stand. Auf dem Asteroiden Donaldjohanson, einem 8,8 Kilometer langen Brocken im Hauptgürtel zwischen Mars und Jupiter, hat NASAs Sonde Lucy solche Mineralien beim Vorbeiflug am 20. April 2025 gemessen. Die am 18. Juni 2026 in der Fachzeitschrift Science publizierten Ergebnisse geben Hinweise darauf, wie Wasser in das frühe Sonnensystem gelangte und die inneren Planeten, einschließlich der Erde, erreichte.

Eine Sonde für die Fossilien des Sonnensystems

Die Lucy-Mission trägt den Namen der berühmten Hominidenfossilin, die der Paläoanthropologe Donald Johanson 1974 in Äthiopien entdeckte. Der Asteroid, den Lucy jetzt untersucht hat, trägt den Namen Donaldjohanson, zu Ehren eben jenes Forschers. Die Namensparallele ist programmatisch: So wie die Fossil-Lucy Rückschlüsse auf die Frühgeschichte des Menschen ermöglicht, sollen die Asteroiden der Lucy-Mission Rückschlüsse auf die Frühgeschichte des Sonnensystems erlauben. Asteroiden gelten als chemische Zeitkapseln, die seit der Planetenentstehung kaum verändert wurden.

Das eigentliche Ziel der Mission sind die Trojaner des Jupiter, zwei Asteroidenschwärme auf der Jupiterbahn, die in stabilen Lagrange-Punkten vor und hinter dem Planeten gebunden sind. Donaldjohanson ist kein Trojaner, sondern ein Asteroid im Hauptgürtel zwischen Mars und Jupiter. Lucy hat ihn auf dem Weg zu seinen eigentlichen Zielen passiert, als sogenanntes Übungs- und Kalibrierziel. Was die Instrumente dabei fanden, übertraf die Erwartungen.

Eine Erdnuss, die taumelt

Donaldjohanson ist laut dem in Science veröffentlichten Paper des Southwest Research Institute 8,8 Kilometer lang und 4,4 Kilometer breit, deutlich größer als die vorangehenden Schätzungen von knapp vier Kilometern Durchmesser aus Fernerkundungsdaten. Die Form ist ungewöhnlich: Zwei stark verkraterte Loben sind durch einen schmaleren Hals verbunden. Das Paper beschreibt Donaldjohanson als wahrscheinlichen Kontaktzwilling, also als zwei getrennte Körper, die einst sanft miteinander verschmolzen sind.

Ebenso auffällig ist das Bewegungsmuster. Donaldjohanson dreht sich nicht gleichmäßig um eine einzige Achse, sondern taumelt: Er rotiert längsachsig einmal alle 10,5 Tage und schwankt dabei gleichzeitig auf einer zweiten Achse alle 26,5 Tage. Dieses seltene Taumeln entstand laut dem Paper wahrscheinlich, weil der sogenannte Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack-Effekt, ein minimaler aber langfristiger Bremsdruck durch ungleichmäßige Wärmeabstrahlung, den Asteroiden über Jahrmillionen verlangsamt und dabei seine Rotation destabilisiert hat.

Was Tonminerale über Wasser verraten

Die eigentliche Überraschung kam vom Infrarotspektrometer an Bord. Das Instrument maß auf der Oberfläche von Donaldjohanson eisenhaltige Phyllosilikate, eine Gruppe von Tonmineralen. Phyllosilikate entstehen ausschließlich, wenn Gestein über längere Zeit mit flüssigem Wasser in Kontakt steht. Auf einem Asteroiden, der selbst nie Wasser hatte, wäre das unmöglich.

Die Erklärung: Donaldjohanson entstand laut dem Paper vor rund 155 Millionen Jahren aus den Trümmern eines größeren Mutterkörpers, der durch eine katastrophale Kollision zersprang. Dieser Mutterkörper hatte in seiner Frühzeit offenbar flüssiges Wasser enthalten. Die Phyllosilikate sind Überbleibsel dieser Wasservergangenheit, konserviert in den Bruchstücken der Kollision. Was Wissenschaftler dabei überrascht: Die innere Zone des Sonnensystems, in der Donaldjohanson heute kreist, war in der Frühzeit des Systems zu warm für stabile Wasserverbindungen. Der Mutterkörper muss ursprünglich aus dem kälteren äußeren Sonnensystem stammen oder dorthin gereist sein, bevor er sich auflöste.

Im Vergleich: Ryugu und Bennu hatten ebenfalls Wasser

Donaldjohanson steht nicht allein. Die japanische Raumsonde Hayabusa2 kehrte 2020 mit 5,4 Gramm Material vom Asteroiden Ryugu zurück. Isotopenanalysen des Probenmaterials zeigten, dass auf Ryugu einst flüssiges Wasser geflossen sein muss. Forscher fanden außerdem Aminosäuren und andere organische Verbindungen, wie eine Studie der Kyushu-Universität berichtete.

Kurz danach brachte NASAs OSIRIS-REx-Mission 2023 Proben vom Asteroiden Bennu zur Erde. Auch dort fanden Wissenschaftler wasserhaltige Minerale und organische Verbindungen. Ryugu und Bennu sind beide kohlenstoffreiche C-Typ-Asteroiden, wie Donaldjohanson laut Spektralanalysen. Das Muster verdichtet sich: Eine ganze Klasse von Asteroiden trägt die chemischen Fingerabdrücke einer wasserreichen Vergangenheit und diese Körper waren in der Frühzeit des Sonnensystems offenbar weiter verbreitet als die heutigen Verteilungen vermuten lassen.

Ein Unterschied bleibt: Die Donaldjohanson-Daten stammen aus einem Vorbeiflug, ohne Materialentnahme. Die Phyllosilkat-Signatur ist eine Fernmessung des Spektrometers. Das ist weniger direkt als die Probenanalyse von Ryugu und Bennu. Wissenschaftler betonen jedoch, dass die Übereinstimmung der Spektralmuster mit den physisch beprobten Asteroiden die Interpretation stützt.

Ab 2027: Die eigentlichen Ziele warten im Jupiter-Orbit

Donaldjohanson war ein Zwischenhalt. Ab 2027 erreicht Lucy die Trojaner des Jupiter: den Asteroiden Eurybates mit seinem Mond Queta, Polymele, Leucus und Orus. 2033 folgt der geplante Höhepunkt der Mission, der Vorbeiflug am Doppelasteroiden Patroclus-Menoetius. Zusammen sollen diese sechs Körper zeigen, wie das äußere Sonnensystem in der Frühzeit aufgebaut war und ob die Trojaner chemisch mit den beobachteten wasserreichen Körpern im Hauptgürtel verwandt sind.

Was bei Donaldjohanson gefunden wurde, gibt dieser Frage neue Dringlichkeit. Wenn ein Übungsziel des Wegs bereits Wasservergangenheit zeigt, stellen sich Wissenschaftler jetzt die Frage: Was tragen die Trojaner in sich, die Lucy-Mission jahrelang geplant hat? Die Antwort könnte präzisieren, ob das Wasser der Erde, das alle bekannte Biologie erst möglich macht, aus dem äußeren Sonnensystem gewandert ist.