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Äußeres Sonnensystem: Fernbeziehung im Kuipergürtel

In den düsteren Regionen jenseits der Neptunbahn tummeln sich Fels- und Eisbrocken unterschiedlichster Größe. Unter ihnen auch ein Asteroiden-Pärchen, das die Astronomen verblüfft. Denn trotz ihrer enormen Distanz sind sich die beiden anscheinend treu.
Suburbia des Sonnensystems: Der Kuiper-Gürtel
Als sich vor rund 4,5 Milliarden Jahren aus einer Gas- und Staubwolke allmählich unser Sonnensystem formte, kam längst nicht alles verfügbare Baumaterial zum Einsatz. Staubkörner bis hin zu stattlichen Gesteinsbrocken mit Durchmessern von einigen tausend Kilometern schafften es nicht, zu einem Planeten anzuwachsen.

Die Überreste sammelten sich zum Beispiel im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Und auch jenseits der Neptunbahn vermuteten Wissenschaftler, unter ihnen auch ein Herr namens Gerard Kuiper, bereits in der Mitte des 20. Jahrhunderts eine derartige Schutthalde.

KBO-Bahnen | Zentauren und Plutinos: Im Kuipergürtel kennt man 190 Zentauren (aus dem Gürtel ins Sonnensystem gestreute Objekte; Stand: 2003) und Scheibenobjekte (SDOs); außerdem 131 Plutinos (Objekte, die in einer 2:3-Resonanz mit Neptun stehen) sowie 523 klassische Kuipergürtelobjekte.
Damit läge sie aber mindestens dreißigmal ferner als die Erde der Sonne – und auf diese Distanz kleine Brocken nachzuweisen, war mit damaligen Teleskopen undenkbar. Erst 1992 konnte tatsächlich das erste Objekt in dieser entlegenen Region des Sonnensystems erspäht werden. Zu diesem Zeitpunkt war der Namensgeber leider schon längst verstorben. Mit besseren Teleskopen und Beobachtungstechniken kamen immer mehr transneptune Objekte hinzu. Inzwischen sind rund tausend von ihnen bekannt, viele abertausende werden noch erwartet.

Für einen bedeutete dieser Fortschritt allerdings Rückschritt: Denn Pluto scheint im Kuipergürtel nichts Besonderes zu sein, nur ein weiterer Zwergplanet neben Eris oder Makemake. Nicht einmal der größte. Immerhin ist er nicht allein da draußen, denn die Monde Charon, Hydra und Nix begleiten ihn. Auch viele andere Bewohner dieser dunklen und kalten Region gehen eine Partnerschaft ein.

Das Asteroiden-Doppel 2001 QW322 hatten Astronomen um Jean-Marc Petit nun über sechs Jahre im Blick. Die rund hundert Kilometer großen Brocken umkreisen sich demnach in einem Abstand von 105 000 bis zu 135 000 Kilometern – etwa einem Drittel der Distanz Erde-Mond – auf exzentrischen Bahnen. Damit überbieten sie alle bisher bekannten Kleinplaneten-Pärchen um ein Vielfaches. Mit einem Tempo von durchschnittlich nur drei Kilometern pro Stunde, brauchen sie für eine Runde umeinander jedoch 25 bis 30 Jahre.

Astroiden-Paar im Jahr 2002 | Aufnahme des Asteroiden-Doppels 2001 QW322 im Jahr 2002.
Auf Grund des enormen Abstands ist die Fernbeziehung allerdings sehr anfällig für Störungen durch die Gravitationsfelder anderer Bewohner. Umso schwieriger ist zu verstehen, wie es überhaupt zu ihr kam. Petit und seine Kollegen kommen zu dem Schluss, dass von allen möglichen Szenarien nur eines die Geburt eines solchen Systems relativ einfach erklärt: Die beiden entsprangen der Kollision zweier Himmelskörper nahe eines dritten – wahrscheinlich vor weniger als einer Milliarde Jahren.

Ob die Asteroiden bereits damals dem heute beobachteten Orbit folgten, ist jedoch unklar. Vielleicht waren sie ursprünglich auch enger gebunden und entfernten sich erst durch den Einfluss kleinerer Objekte. Um die Geschichte von solchen Doppelsystemen zu verstehen, mangelt es aber bislang noch an Daten. Die Mühe des Sammelns könnte sich allerdings lohnen und uns viel über die Geschichte des Sonnensystems lehren.

Astroiden-Paar im Jahr 2007 | 2001 QW322 am 17. September 2007. Die beiden Asteroiden sind sich scheinbar näher gekommen.
Denn zu seinem Beginn ging es auch hier noch ziemlich ungeordnet zu: Große und kleine Brocken schwirrten umher, krachten zusammen und wurden so entweder zu Bruchteilen zerschmettert oder klumpten zu größeren Objekten zusammen. Die Originalbausteine im Kuipergürtel gelten deshalb als wichtige Zeugen dieser längst vergangenen Zeit.

Im Jahr 2015 sollen sie deshalb erstmals Besuch von der Erde bekommen – die kleine Raumsonde New Horizons ist gerade auf dem Weg zu Pluto und seinen Monden. Danach stehen aber auch andere Bewohner des Kuipergürtels auf dem Plan. Mit Kameras, Spektrometern und anderen Instrumenten wird sie ihnen zu Leibe rücken. Und so lässt sich vielleicht auch das Geheimnis der Asteroiden-Fernbeziehung aufklären, spannende Einsichten in die Ursprünge des Sonnensystems gibt es aber auf jeden Fall.

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  • Quellen
Petit, J. M. et al.: The Extreme Kuiper Belt Binary 2001 QW322. In: Science 322, S. 432–434, 2008.

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