Drei Trojaner in Neptuns Umlaufbahn gefunden

Forscher haben drei neue Objekte entdeckt, die sich im selben Orbit hinter Neptun befinden. Astronomen hatten bereits einen Trojaner für Neptun entdeckt, was die Gesamtzahl auf 4 erhöht. Die Entdeckung wurde mit den Carnegie 6.5 Magellan-Teleskopen in Chile und dem 8-Meter-Gemini-Nord-Teleskop auf Mauna Kea, Hawaii, gemacht.

Forscher der Abteilung für terrestrischen Magnetismus (DTM) der Carnegie Institution und des Gemini Observatory haben drei neue Objekte gefunden, die sich in ungefähr derselben Umlaufbahn wie Neptun befinden – sogenannte "Trojanische" Asteroiden. Die Entdeckung liefert Beweise dafür, dass Neptun, ähnlich wie sein großer Cousin Jupiter, dicke Trojanerwolken in seiner Umlaufbahn beherbergt und dass diese Asteroiden wahrscheinlich eine gemeinsame Quelle haben. Es bringt auch die Gesamtzahl der bekannten Neptun-Trojaner auf vier.

"Es ist aufregend, die bekannte Population von Neptun-Trojanern vervierfacht zu haben", sagte Scott Sheppard, Hauptautor der Studie, die in der Online-Ausgabe von Science Express vom 15. Juni erscheint. "Dabei haben wir viel darüber gelernt, wie diese Asteroiden in ihre stabilen Umlaufbahnen eingeschlossen werden und woraus sie bestehen könnten, was die Entdeckung besonders lohnend macht."

Die kürzlich entdeckten Neptun-Trojaner sind nur die vierte stabile Gruppe von Asteroiden, die rund um die Sonne beobachtet werden. Die anderen sind der Kuipergürtel direkt hinter Neptun, die Jupiter-Trojaner und der Haupt-Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Es gibt Hinweise darauf, dass die Neptun-Trojaner zahlreicher sind als die Asteroiden im Hauptgürtel oder die Jupiter-Trojaner, aber sie sind schwer zu beobachten, weil sie so weit von der Sonne entfernt sind. Astronomen benötigen daher die größten Teleskope der Welt, die mit empfindlichen Digitalkameras ausgestattet sind, um sie zu erkennen.

Trojanische Asteroiden gruppieren sich um einen von zwei Punkten, die den Planeten in seiner Umlaufbahn um etwa 60 Grad führen oder verfolgen, sogenannte Lagrange-Punkte. In diesen Gebieten verbinden sich die Asteroiden durch die Anziehungskraft des Planeten und der Sonne zu stabilen Umlaufbahnen, die mit dem Planeten synchronisiert sind. Der deutsche Astronom Max Wolf identifizierte 1906 den ersten Jupiter-Trojaner. Seitdem wurden mehr als 1800 solcher Asteroiden identifiziert, die auf der Umlaufbahn dieses Planeten marschierten. Da trojanische Asteroiden die Umlaufbahn eines Planeten teilen, können sie Astronomen helfen, zu verstehen, wie sich Planeten bilden und wie sich das Sonnensystem entwickelt hat.

Forscher vermuteten, dass Trojaner auch andere Planeten flankieren könnten, aber Beweise dafür sind erst kürzlich aufgetaucht. Im Jahr 2001 wurde der erste Neptun-Trojaner im führenden Lagrange-Punkt des Planeten entdeckt. Im Jahr 2004 fanden Sheppard und Chadwick Trujillo vom Gemini Observatory, der auch Autor der aktuellen Studie ist, den zweiten Neptun-Trojaner mit dem 6,5-Meter-Teleskop Magellan-Baade von Carnegie in Las Campanas, Chile. Sie fanden 2005 zwei weitere, womit sich die Gesamtzahl auf vier erhöhte, und beobachteten sie erneut mit dem 8-Meter-Gemini-Nord-Teleskop auf Mauna Kea in Hawaii, um ihre Umlaufbahnen genau zu bestimmen. Alle vier bekannten Neptun-Trojaner befinden sich am führenden Lagrange-Punkt des Planeten.

Einer der neuen Trojaner hat eine Umlaufbahn, die steiler zur Ebene des Sonnensystems geneigt ist als die anderen drei. Obwohl nur dieser eine so steile Umlaufbahn hat, sind die Methoden zur Beobachtung der Asteroiden nicht empfindlich gegenüber Objekten, die so weit vom Rest des Sonnensystems entfernt sind. Die bloße Existenz dieses Trojaners legt nahe, dass es noch viel mehr davon gibt und dass Neptuns Trojaner als Ganzes dicke Wolken mit komplexen, verschachtelten Umlaufbahnen besetzen.

"Wir waren wirklich überrascht, einen Neptun-Trojaner mit einer so großen Umlaufbahnneigung zu finden", sagte Trujillo. "Die Entdeckung des einen geneigten Neptun-Trojaners impliziert, dass es möglicherweise viel weiter von der Ebene des Sonnensystems entfernt ist als in der Nähe der Ebene, und dass die Trojaner wirklich eine" Wolke "oder ein" Schwarm "von Objekten sind, die gemeinsam mit Neptun umkreisen."

Eine große Population von Neptun-Trojanern mit hoher Neigung würde die Möglichkeit ausschließen, dass sie von Anfang an in der Geschichte des Sonnensystems zurückbleiben, da unveränderte ursprüngliche Asteroidengruppen eng mit der Ebene des Sonnensystems ausgerichtet sein sollten. Diese Wolken bildeten sich wahrscheinlich ähnlich wie Jupiters Trojaner-Wolken: Sobald sich die Riesenplaneten auf ihren Wegen um die Sonne niedergelassen hatten, „erstarrte“ jeder Asteroid, der sich zufällig in der Trojaner-Region befand, in seiner Umlaufbahn.

Sheppard und Trujillo verglichen zum ersten Mal auch die Farben aller vier bekannten Neptun-Trojaner. Sie haben alle ungefähr den gleichen blassroten Farbton, was darauf hindeutet, dass sie einen ähnlichen Ursprung und eine ähnliche Geschichte haben. Obwohl es mit nur vier Büchern schwer zu sagen ist, glauben die Forscher, dass die Neptun-Trojaner einen gemeinsamen Ursprung mit den Jupiter-Trojanern und den äußeren irregulären Satelliten der Riesenplaneten haben könnten. Diese Objekte könnten die letzten Überreste der unzähligen kleinen Körper sein, die sich in der Riesenplanetenregion gebildet haben, von denen die meisten schließlich Teil der Planeten wurden oder aus dem Sonnensystem geworfen wurden.

Originalquelle: Pressemitteilung des Carnegie Institute

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