Asteroid "2012 DA14" fliegt Richtung Erde

Nach derzeitigem Stand hätten mehr als 400 Menschen medizinische Hilfe gesucht, teilte das Innenministerium laut Nachrichtenagentur AP mit. Viele Menschen waren demnach von Scherben zersplitterter Scheiben getroffen worden. Teile des Meteoriten seien auch in eine Schule von Tscheljabinsk eingeschlagen. Auch dort seien Menschen durch zerborstenes Glas verletzt worden. Behörden ordneten die Schließung aller Schulen der Region an.

Von Florian Freistetter

Der Asteroid "2012 DA14" wird gegen Abend der Erde bedrohlich nahe kommen – für Astronomen die Chance auf wertvolle Analysen und präzise Bahnberechnungen. Denn fast ständig rasen kosmische Felsbrocken auf unseren Planeten zu.

27.700 Kilometer sind eine stattliche Strecke, ungefähr so weit wie von Wien nach Sydney und retour. Ein Flugzeug braucht dafür einen ganzen Tag. Der Asteroid 2012 DA14 dagegen bewältigt die Distanz mühelos in einer Stunde. Er saust mit einer ­Geschwindigkeit von acht Kilometern pro Sekunde durchs All – und er wird die Erde am 15. Februar im Abstand von genau jenen 27.700 Kilometern passieren. Damit ist er uns in diesem Zeitfenster näher als der Satellitengürtel (siehe Grafik). Wenn der Asteroid der Erde am nächsten sein wird, befindet er sich über dem Indischen Ozean, westlich von Sumatra. Mit freiem Auge wird der rund 45 Meter durchmessende Felsbrocken nicht zu erkennen sein, mittels Tele­skop kann er jedoch beobachtet werden.

Dichter Vorbeiflug
Es besteht aber kein Grund zur Sorge: 2012 DA14 fliegt nicht auf die Erde zu, sondern an ihr vorüber. Es ist aus astronomischer Sicht jedoch ein äußerst dichter Vorbeiflug – in der Wissenschaft überwiegt aufgrund der Hoffnung auf neue Erkenntnisse definitiv die Freude über den kosmischen Besucher.

Die Astronomen wissen, wie die Bahn des Asteroiden verlaufen wird. Diese führt ihn zwar in die Nähe der Erde, aber letztlich doch daran vorbei. Dabei ist es gar nicht so unproblematisch, den Weg solcher Objekte zu bestimmen. Nur in den einschlägigen Hollywoodfilmen sieht das immer ganz einfach aus: Ein Astronom blickt durch ein Teleskop und entdeckt dort einen unbekannten Himmelskörper. Hektisch läuft er zum Computer und hämmert wild auf sein Keyboard ein. Und sofort erscheint eine 3D-Animation der Erde und der Flugbahn des Asteroiden. Im Regelfall ist dieser auf Kollisionskurs, und der Computer zeigt exakt Ort und Zeit des Einschlags an.

Die Realität sieht anders aus. Asteroiden sind schwer zu finden, und ihre Bahn ist noch schwieriger nachzuvollziehen. Diese Arbeit wird auch nicht von einzelnen Personen erledigt, sondern von As­tronomen überall auf der Welt. Viele davon sind keine professionellen Wissenschafter – sie betreiben die ­Astronomie vielmehr als Hobby. Aber gerade wenn es um das Aufspüren von Asteroiden geht, leisten diese Amateur-Astronomen einen wichtigen Beitrag.

Prominente Amateur-Astronomen
Unter den Tausenden Hobby-Sternguckern in Österreich sind ungefähr 20, die sich in ihrer Freizeit ernsthaft der Suche nach Asteroiden widmen, erklärt Herbert Raab. Der Softwareentwickler aus Oberösterreich ist Obmann der Linzer Astronomischen Gesellschaft und gehört zu den prominentesten Amateur-Astronomen des Landes. Seit den 1980er-Jahren fahndet er selbst nach Asteroiden; ein südafrikanischer Astronom hat inzwischen sogar einen Asteroiden nach Raab benannt. Das Recht, als Entdecker Asteroiden zu taufen, motiviert viele der Hobby-Astronomen. Die kleinen Felsbrocken im All sind die einzigen Himmelskörper, bei denen sich der Entdecker einen Namen aussuchen darf (siehe Kasten Seite 87). Bei allen anderen Objekten ­entscheidet die Internationale Astronomische Union über die Namensgebung. Doch durch den Fund eines Asteroiden erlangt man die Möglichkeit, selbst einem Teil des großen Universums einen Namen für die Ewigkeit verleihen zu dürfen.

„Viele Amateur-Astronomen träumen davon, einmal selbst einen Himmelskörper zu entdecken. Und da bietet die Suche nach Asteroiden eine realistische Chance auf Erfolg“, sagt Raab. Viele wollen aber auch einfach nur einen Beitrag zur Wissenschaft leisten. Sie suchen deshalb nicht nur nach bisher unbekannten Himmelskörpern, sondern beobachten auch schon bekannte Asteroiden. Denn das ist nötig, wenn man ihre Bahn bestimmen und ­herausfinden will, ob sie mit der Erde zusammenstoßen werden oder nicht.

Fehler gering halten
So wie in Hollywood funktioniert das im realen Leben freilich nicht. Eine einzige Beobachtung reicht nicht aus, um die Bahn definieren zu können. Aus mathematischen Gründen sind dazu mindestens drei Beobachtungen nötig, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten durchgeführt werden müssen. Je mehr Zeit dazwischen vergeht, desto besser. Denn umso weiter hat sich dann auch der Asteroid entlang seiner Bahn bewegt – und das macht die Bestimmung einfacher und präziser.

Erschwerend kommt allerdings hinzu, dass jede astronomische Beobachtung mit Fehlern behaftet ist. Kein Teleskop, egal ob ein kleines Hobby-Instrument oder eine professionelle Sternwarte, kann garantiert fehlerfreie Messungen liefern. Man kann nur danach trachten, die Zahl der Fehler möglichst gering zu halten. Dazu braucht man möglichst viele Beobachtungen: Je mehr Daten zur Verfügung stehen, desto genauer lässt sich letztlich die Bahn des Asteroiden berechnen.

Man muss einen Asteroiden also nicht nur entdecken, sondern auch danach immer wieder observieren. Genau hier können die Amateur-Astronomen eine wichtige Rolle spielen, meint Raab: „Ohne die Nachfolgebeobachtungen der Amateure würden viele der neu entdeckten Asteroiden wieder verloren gehen, bevor ihre Bahnen genau genug charakterisiert sind, um das Bedrohungspotenzial abschätzen zu können.“
Auch der Asteroid 2012 DA14 wurde von Amateur-Astronomen entdeckt. In der Nacht vom 22. auf den 23. Februar 2012 war man am spanischen Observatorio Astronómico de Mallorca (OAM) gerade damit beschäftigt, im Rahmen des so genannten „La Sagra Sky Survey“ den Himmel nach bisher unbekannten Objekten abzusuchen. Die übliche Vorgangsweise dabei: Man fertigt zunächst mit einem Teleskop ein digitales Foto einer bestimmten Himmelsregion an. Nach einiger Zeit wird dasselbe Areal noch einmal fotografiert. Am Computer werden beide Bilder nun übereinandergelegt. Die fernen Sterne haben sich in der kurzen Zeit natürlich nicht bewegt. Sind also nur Sterne auf dem Bild zu sehen, sollten beide Aufnahmen identisch sein. Nahe Objekte wie Asteroiden, Satelliten oder Planeten dagegen bewegen sich schon in kurzer Zeit merklich über den Himmel.
Als Salvador Sánchez und seine Kollegen am OAM in dieser Nacht ihre Aufnahmen verglichen, entdeckten sie einen kleinen Lichtpunkt, der sich bewegt hatte. Es war kein Planet und kein Satellit, denn deren Positionen kannte man aus den einschlägigen Datenbanken. Es war auch keiner der bisher bekannten Asteroiden. Ergo: Man war höchstwahrscheinlich auf einen neuen Kleinkörper gestoßen.

Viele mögliche Bahnen
Entdeckungen dieser Art werden dem Minor Planet Center (MPC) im amerikanischen Harvard gemeldet. Das MPC ist das internationale Zentrum für alle Asteroidensucher. Hier werden sämtliche Beobachtungen verwaltet, koordiniert und ausgewertet. Die ersten Bahnberechnungen am MPC zeigten, dass der neue Asteroid der Erde sehr nahe kommen könnte. Eventuell bestand sogar die Möglichkeit einer Kollision. Sofort bemühten sich Astronomen rund um den Globus, den Asteroiden ebenfalls zu fotografieren und seine Position zu messen. 16 Tage und 118 Beobachtungen später war klar: Die Bahn des Objekts, das mittlerweile den Namen 2012 DA14 bekommen hatte, führt tatsächlich sehr nahe an der Erde vorbei – in eben jenen 27.700 Kilometer Entfernung.
Diese Berechnungen wurden von den Organisationen Neodys und Sentry bestätigt. Die beiden Einrichtungen kümmern sich um die Einschätzung des Risikos, welches von erdnahen Asteroiden ausgeht. Neodys ist ein Gemeinschaftsprojekt der Universitäten Pisa in Italien und Valladolid in Spanien. Sentry wird von der amerikanischen Raumfahrtagentur NASA betrieben. Beide Institutionen sammeln Bahndaten der Asteroiden in der Nähe der Erde, die vom Minor Planet Center veröffentlicht werden. Computer berechnen dann die Bahnen der Himmelskörper und schätzen anhand der Genauigkeit der Beobachtungsdaten die Wahrscheinlichkeit ab, ob einer der Asteroiden mit der Erde kollidiert. Denn die unvermeidlichen Ungenauigkeiten der Messungen führen dazu, dass man als Ergebnis der Berechnungen nicht eine einzige exakte Bahn erhält, sondern viele mögliche, leicht unterschiedliche Bahnen. Führen alle diese möglichen Bahnen an der Erde vorbei, wird der Himmelskörper als ungefährlich eingestuft. Zeigt sich jedoch, dass einige davon in einer Kollision münden können, berechnen Neodys und Sentry die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes. Die Gefahr, die ein Himmelskörper für die Erde darstellt, wird anhand der so genannten Turiner Skala dargestellt (siehe Kasten am Ende).

Jedem Asteroiden wird dabei eine Zahl zwischen null („völlig ungefährlich“) und zehn („sichere Kollision mit globaler Zerstörung“) zugewiesen. Bis jetzt hat noch niemand einen Himmelskörper entdeckt, der auf der Turiner Skala einen größeren Wert als eins („keine ungewöhnliche Gefahr; wird durch genauere Beobachtungen vermutlich wieder auf null zurückgestuft“) erreichte. Die einzige Ausnahme stellt der Asteroid Apophis dar. Als dieser 2004 entdeckt wurde, taxierten ihn Sentry und Neodys kurzfristig auf Grad 4: „Die Chance einer Kollision beträgt mehr als ein Prozent. Die Aufmerksamkeit der Astronomen ist gefordert.“ Die Bahn von Apophis führt in der Tat immer wieder erschreckend nahe an der Erde vorbei: Nach einem harmlosen Vorbeiflug Anfang 2013 mit ausreichendem Sicherheitsabstand wird er ihr zuerst 2029 und dann wieder 2036 sehr nahe kommen. Sowohl für 2029 als auch 2036 befürchteten die Astronomen zunächst die Möglichkeit einer Kollision. Der knapp 300 Meter große Brocken würde bei einem Einschlag regionale Zerstörung verursachen und könnte ganze Städte auslöschen. Genauere Beobachtungen zeigten aber, dass der Asteroid zwar knapp an der Erde vorbeifliegen, sie aber nicht treffen wird. Apophis wurde auf der Turiner Skala mittlerweile auf „null“ zurückgestuft.

Rückschlüsse auf Himmelskörper
Die nahen Vorbeiflüge von Asteroiden sind für die Forschung von großer Bedeutung. Normalerweise sind die Kleinkörper im Sonnensystem so weit entfernt, dass sie selbst in großen Teleskopen nur einen kleinen Lichtpunkt bilden. Um mehr über Asteroiden herauszufinden, muss man entweder teure Raumsonden auf eine lange Reise schicken oder warten, bis sie zu uns kommen. Dann bieten sich viele Möglichkeiten für wissenschaftliche Untersuchungen. Die nun nahen Felsbrocken können von der Erde aus zum Beispiel mit Radarstrahlen abgetastet werden. So kann man eruieren, welche Form sie haben. Im Gegensatz zu den stets runden Planeten zeigen die kleinen Asteroiden eine Vielzahl an unregelmäßigen Formen. Ihre Untersuchung lässt zudem Rückschlüsse auf die Zusammensetzung der Himmelskörper zu. Und natürlich können bei einem Vorbeiflug besonders genaue Positionsbestimmungen durchgeführt werden. Als der Asteroid Apophis am 9. Januar 2013 in der vergleichsweise geringen Entfernung von 15 Millionen Kilometern an der Erde vorbeiflog, wurde er vom Weltraumteleskop Herschel ganz genau beobachtet. Erst die Auswertung dieser Daten erlaubte die Berechnung einer präzisen Bahn und zeigte, dass er uns im 21. Jahrhundert ­definitiv nicht mehr gefährlich werden kann.
Nahe Vorbeiflüge von Asteroiden ereignen sich pro Monat ungefähr 20- bis 30-mal. Die Astronomen können dabei nicht nur jedes Mal Neues lernen, diese Passagen führen auch vor Augen, was draußen im All noch lauern könnte. „Bedenkt man, dass wir nur ein Drittel aller erdnahen Asteroiden mit einem Durchmesser zwischen 100 Metern und einem Kilometer kennen, kommt es im Jahr zu geschätzt 1000 Beinahekollisionen von Asteroiden der Größe Apophis’ mit der Erde“, sagt der österreichische Astronom Siegfried Eggl, der am Institut für Himmelsmechanik der Sternwarte von Paris arbeitet.

Es gibt zwar genügend Teleskope, die den Himmel im Blick behalten, aber lückenlos ist die Überwachung keineswegs. „Vor allem was die Südhalbkugel der Erde anbelangt, gibt es noch gewaltige Lücken im System. Asteroiden von der Größe Apophis’ etwa können dort im Moment kaum aufgespürt werden“, erklärt Eggl. Wie üblich fehlt es am Geld: „Ein permanentes, internationales Engagement wäre wünschenswert“, postuliert Eggl. Denn Asteroiden können zwar gefährlich sein, doch im Gegensatz zu anderen Naturkatastrophen wie Erdbeben oder Vulkanausbrüchen können sie aktiv verhindert werden.

Die Wissenschafter haben in den vergangenen Jahren diverse Konzepte entwickelt, um im Falle einer bevorstehenden Kollision die Bahn eines Asteroiden so zu verändern, dass er unserem Planeten nicht schaden kann. Das alles nützt aber freilich nichts, wenn man nicht ausreichend lange vorher Bescheid weiß und die entsprechenden Abwehrpläne auch in die Tat umsetzen kann. Die Politik sei allerdings noch nicht von der Bedeutung der Suche nach den Kleinkörpern überzeugt, meint Eggl: „Man muss sich immer die Frage gefallen lassen, ob es sich überhaupt lohnt, Geld in Asteroidendetektion und -abwehr zu investieren. Offensichtlich wird die Bedrohung durch Himmelskörper von politischen Entscheidungsträgern oft als nicht immanent empfunden.“

So viel jedoch ist gewiss: Die Erde bewegt sich nicht allein durchs Weltall, und irgendwann in sehr ferner Zukunft werden die Astronomen womöglich sogar einen Asteroiden entdecken, der sich tatsächlich auf Kollisionskurs befindet.

Infobox I
Alarmstufe Rot
Nach welchen Kriterien wird das ­Bedrohungspotenzial eines ­Asteroiden definiert?

Die Turiner Skala wurde 1999 bei einer internationalen Konferenz in Turin erarbeitet. Die anwesenden Astronomen wollten ein System entwickeln, mit dem die von einem Asteroiden ausgehende Gefahr unmissverständlich kommuniziert werden kann. Man schuf eine einheitliche Klassifizierung, auf die sich nun alle beziehen können.

Die Turiner Skala umfasst fünf Bereiche. Asteroiden, die entweder definitiv nicht mit der Erde kollidieren oder aber so klein sind, dass eine Kollision keine negativen Folgen hat, gehören zur weißen Klasse („keine Gefahr“) der Stufe null. Zeigt die vorläufige Bahnbestimmung eines neu entdeckten Asteroiden eine geringe Chance auf eine Kollision, wird er in den grünen Bereich („gewöhnlich“) auf Stufe eins eingeordnet. Bei diesen Objekten geht man davon aus, dass exaktere Bahnbestimmungen zu einer Rückstufung in den weißen Bereich führen. Die Stufen zwei bis vier umfasst der gelbe Bereich („Aufmerksamkeit der Astronomen erforderlich“). Hier landen die Asteroiden mit einer Kollisionswahrscheinlichkeit von mehr als einem Prozent.

„Bedrohlich“ ist der orange Bereich der Stufen fünf bis sieben. Asteroiden dieser Klasse kommen uns nicht nur sehr nahe und haben hohe Kollisionswahrscheinlichkeit, sondern sind auch so groß, dass sie bei einem Einschlag große Zerstörung anrichten können. Ein Notfallplan ist nötig. Richtig schlimm wird es im roten Bereich („sichere Kollision“) der Stufen acht bis zehn. Diese Asteroiden stoßen definitiv mit uns zusammen. Bei Stufe acht gibt es eine lokale Zerstörung. Stufe zehn dagegen ist ein Ereignis mit globalen Folgen – so wie damals, als die Dinosaurier ausstarben.

Infobox II
Höhere ­Mathematik
Wie Asteroiden ihre Bezeichnungen erhalten –
und wann man sich einen Namen aussuchen darf.

Wird ein neuer Asteroid entdeckt, bekommt er zuerst eine provisorische Bezeichnung. Sie besteht aus dem Jahr der Entdeckung und einer Kombination aus Buchstaben und Zahlen. Der erste Buchstabe gibt an, in welchem Halbmonat der Asteroid gefunden wurde: „A“ für die erste Jännerhälfte, „B“ für die zweite, „C“ für die erste Februarhälfte.
Innerhalb eines Halbmonats werden die neu entdeckten Asteroiden der Reihe nach nummeriert und mit einer Buchstaben-Zahlen-Kombination versehen: „A“ für den ersten Asteroiden, „B“ für den zweiten und so weiter bis „Z“. Danach folgt „A1“, „B1“ und so weiter bis „Z1“. Es folgt „A2“, „B2“ etc. (Der Buchstabe „I“ wird ausgelassen, um Verwechslungen mit der Ziffer „1“ zu vermeiden.)

2012 DA14 wurde also im Jahr 2012 in der zweiten Februarhälfte („D“) entdeckt, und zwar als 351. Asteroid in dieser Monatshälfte (14 Durchläufe von A bis Z).

Ist die Bahn eines Asteroiden gut genug bekannt, um sicher zu sein, ihn nicht mehr zu verlieren, bekommt er eine eigene, fortlaufende Nummer, und der Entdecker darf sich einen Namen aussuchen. So wurde der Asteroid mit der provisorischen Bezeichung 2004 MN4 zu „Apophis“ mit der Nummer 99942.

profil-Autor Florian Freistetter studierte Astronomie an der Uni Wien, forschte an den Universitäten Wien und Heidelberg und arbeitet seit 2011 als Wissenschaftspublizist. Mittlerweile wurde auch ein Asteroid nach ihm benannt: 2007 HT3 heißt seit Kurzem offiziell „Freistetter“. Der Autor versichert, es handle sich um einen braven Brocken, welcher der Erde nicht nahe komme.