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Asteroiden: Ein Gesteinsbrocken verfolgt Neptun

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Trojaner-Asteroiden sind in unserem Sonnensystem eine weit verbreitete Erscheinung. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie 60 Grad vor oder hinter einem der großen Planeten auf dessen Bahn die Sonne umrunden. Sie befinden sich auf den Lagrange-Punkten L4 (vorauslaufend) und L5 (hinterherlaufend). In den Lagrange-Punkten heben sich die Schwerkraftwirkungen und die Zentripetalkräfte von Sonne und Planet weit gehend auf und erzeugen so Bereiche mit einem niedrigen Gravitationspotenzial, an denen sich kleine Himmelskörper für unbegrenzt lange Zeit aufhalten können. Da die Trojaner genauso lange für einen Sonnenumlauf benötigen wie der Hauptkörper, nähern sie sich dem Planeten nie an und können daher auch nicht mit ihm zusammenstoßen.

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Der Neptun-Trojaner 2008 LC18 | Nur ein schwaches Lichtpünktchen ist der rund 150 Kilometer große Himmelskörper 2008 LC18, der dem äußersten Planeten Neptun im Bereich des Lagrange-Punkts L5 auf seiner Bahn hinterherläuft.
Nun wurden auch bei Neptun in den Lagrange-Punkten L4 und L5 Trojaner-Asteroiden entdeckt, wobei die L4-Trojaner schon seit mehreren Jahren bekannt sind. Der neu entdeckte L5-Trojaner 2008 LC18 ist rund 150 Kilometer groß.

Die Lagrange-Punkte sind nach dem französischen Mathematiker Joseph-Louis Lagrange (1736-1813) benannt, der sie im Jahr 1772 erstmals detailliert beschrieb. Der erste bekannte Trojaner-Asteroid, (588) Achilles, wurde schon im Jahr 1906 vom deutschen Astronomen Max Wolf in Heidelberg entdeckt und umkreist die Sonne auf der Umlaufbahn des Riesenplaneten Jupiter. Derzeit sind 4076 Jupiter-Trojaner bekannt. Weitere fünf Trojaner finden sich auf der Umlaufbahn des Mars, bei den anderen Planeten des Sonnensystems außer den drei genannten wurden bisher noch keine derartigen Objekte entdeckt.

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Schema der Lagrange-Punkte auf der Neptun-Bahn | Insgesamt fünf Lagrange-Punkte existieren im Umfeld der Bahn des Planeten Neptun. In den Lagrange-Punkten L4 und L5 halten sich insgesamt sieben Trojaner-Asteroiden auf (kleine grüne Punkte).
Bislang waren bei Neptun nur sechs Trojaner auf dem Lagrange-Punkt L4 bekannt, die dem Gasriesen vorauseilen. Um zu klären, ob Neptun auch nachlaufende Trojaner besitzt, durchmusterten die Astronomen Scott Sheppard an der Carnegie Institution of Washington und Chadwick Trujillo am Gemini-Observatorium in Hawaii den Himmelsbereich um den Lagrange-Punkt L5. Dabei mussten die Forscher eine besondere Schwierigkeit meistern, denn derzeit befindet sich der L5-Punkt von Neptun vor dem Zentrum unseres Milchstraßensystems mit Millionen von Sternen. Hier ist es ausgesprochen schwierig, einen sich langsam gegenüber dem Sternenhintergrund bewegenden, lichtschwachen Punkt auszumachen.

Da Neptun für einen Sonnenumlauf rund 165 Jahre benötigt, wird sich L5 noch für lange Zeit vor dem galaktischen Zentrum befinden. Was ließ sich dennoch tun, um auf die Suche zu gehen?

Für ihre Fahndung wählten die beiden Astronomen Himmelsregionen im Bereich um L5 aus, wo dichte Staubwolken in unserem Milchstraßensystem im sichtbaren Licht die meisten Hintergrundsterne ausblenden. Tatsächlich konnten die Forscher einige Gebiete finden, die sich über mehrere zehn Quadratgrad am Himmel erstrecken. Hier gingen sie dann mit dem 8,4-Meter-Teleskop Subaru auf dem Mauna Kea, Hawaii, und den 6,5-Meter-Magellan-Teleskopen in Chile auf die Suche und wurden schließlich fündig.

Die Forscher schätzen, dass sich auf L4 und L5 von Neptun jeweils rund 250 Trojaner befinden, die mehr als 80 Kilometer groß sind. Dass bislang insgesamt nur sieben Neptun-Trojaner bekannt sind, liegt an der großen Entfernung von 30 Astronomischen Einheiten (4,5 Milliarden Kilometer) und der daraus resultierenden geringen Helligkeit, die sie nur in den größten Teleskopen sichtbar werden lässt. (ta)
32. KW 2010

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 32. KW 2010

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  • Quellen
Sheppard, S.S., Trujillo, C.A.: Detection of a Trailing (L5) Neptune Trojan. In: Science 10.1126/science.1189666, 2010.

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