Jenseits der Umlaufbahn des äußersten Planeten Neptun tummelt sich eine Vielzahl kleinerer Himmelskörper, die Transneptunobjekte oder kurz TNO. Von ihnen sind derzeit mehr als 1400 bekannt. Mit dem europäischen Weltraumteleskop Herschel wurden nun 109 von ihnen näher untersucht. Dabei stellten die Forscher fest, dass sich die Oberflächen der TNOs in zwei spektral unterschiedliche Gruppen gliedern: Eine Gruppe wirft im Infraroten rund 15 Prozent des auftreffenden Sonnenlichts zurück und ihre Spektren erscheinen rötlich betont. Dagegen wirft die andere Gruppe nur etwa fünf Prozent zurück und erscheint im Spektrum neutral beziehungsweise weiß. Die rötlichen Oberflächen gehen vermutlich auf Ablagerungen organischer Verbindungen zurück, während die neutralen Oberflächen mehr oder weniger aus reinem Eis, vor allem Wassereis bestehen.

Größen und Farben von 132 Transneptunobjekten (Übersichtsgrafik)
© ESA / Herschel / PACS / SPIRE; Miriam Rengel und Pedro Lacerda, MPI für Sonnensystemforschung; Thomas G. Müller, MPI für extraterrestrische Physik und das Herschel "TNOs are Cool" Team
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Mit dem europäischen Weltraumteleskop Herschel wurden mehr als 100 transneptunische Objekte (TNO) beobachtet, die jenseits des äußersten Planeten Neptun ihre Bahnen ziehen. Bei der Beobachtung im Infraroten zeigt sich, dass sich die TNOs in zwei Gruppen mit unterschiedlicher Helligkeit und Farbe gliedern. Eine von ihnen wirft nur rund fünf Prozent des auftreffenden infraroten Sonnenlichts zurück und erscheint in ihren Spektren neutral. Sie sind hier als weiße Kugeln dargestellt. Die große Mehrzahl der untersuchten Objekte wirft dagegen um die 15 Prozent des Sonnenlichts zurück und zeigt sich im Spektrum deutlich rot betont. Sie sind hier in rötlichen, braunen und orangfarbenen Tönen wiedergegeben. Die Durchmesser der TNOs variieren von rund 2400&nbp;Kilometern (Zwergplanet Eris) bis hinunter zu 50 Kilometer.

Dies ist das Ergebnis einer internationalen Forschergruppe um Pedro Lacerda am Max-Planck Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen. Sie verwendeten Messdaten, die der Infrarotsatellit Herschel in den vier Jahren seiner aktiven Beobachtungszeit zwischen 2009 und 2013 gesammelt hatte. Dabei beschränkten sich die Forscher auf TNOs, die sich im so genannten klassischen Kuipergürtel aufhalten. Sie umlaufen die Sonne mit geringen Neigungen zur Erdbahnebene in Abständen zwischen der 39-fachen und der 47-fachen Distanz von der Erde zur Sonne. Ihre Bahnen sind auch über Zeiträume von Milliarden Jahren hinweg stabil, so dass sich die Transneptunobjekte seit Langem auf ihren derzeitigen Orbits befinden. Somit erlauben Untersuchungen ihrer Oberflächeneigenschaften Rückschlüsse auf ihre Entstehung und die Entwicklung des äußeren Sonnensystems.

Unter den 109 beobachteten Objekten befanden sich auch die offiziell von der Internationalen Astronomischen Union anerkannten Zwergplaneten Eris, Pluto, Haumea und Makemake. Sie gehören alle der Gruppe mit den dunklen und weißen Oberflächen an. Die Größe der untersuchten Himmelskörper erstreckt sich von rund 2400 Kilometer bei Eris bis hinab zu Objekten mit Durchmessern um 50 Kilometer. In der beigestellen Grafik sind die TNOs nach Größe sortiert als Kugeln oder Ellipsoide abgebildet. Weiß steht hier für die Objekte mit im Infraroten dunklen und neutralen Oberflächen, die rötlichen Kugeln repräsentieren die hellen und roten Objekte. Es fällt auf, dass nur fünf der Objekte zur erstgenannten Kategorie gehören, darunter aber alle Zwergplaneten des äußeren Sonnensystems. Derzeit steht die Auswertung der Daten von Herschel noch ganz am Anfang und ist als vorläufig zu betrachten. Im Fall des Zwergplaneten Pluto werden wir gegen Mitte 2015 sehr viel detaillierte Informationen erhalten, wenn die US-Raumsonde New Horizons dicht an Pluto und seinen fünf Monden vorbeifliegt.