Geheimnisvolle Farben im Weltraum

News: Geheimnisvolle Farben im Weltraum

Nicht nur weit entfernte Objekte in den Tiefen des Weltalls stellen die Wissenschaftler vor Rätsel. Auch in unserem eigenen Sonnensystem gibt es immer wieder Überraschungen. Nach neueren spektroskopischen Untersuchungen lassen sich die entfernten Planetoiden jenseits der Neptunbahn in zwei unterschiedlich gefärbte Gruppen teilen. Nur weiß leider niemand den Grund für dieses Phänomen.

Unser heutiges Sonnensystem ist das Ergebnis einer langen Entwicklung. Vor mehr als 4.500 Millionen Jahren verdichteten sich die Planeten aus einem Nebel aus Staub und Gas, der die junge Sonne umkreiste. Die Zusammensetzung der Planeten spiegelt zum großen Teil wieder, in welcher Entfernung zur Sonne sie sich bildeten. Kleine, felsige Planeten wie Erde und Mars, befinden sich in der Nähe der Sonne. Weiter entfernt sind riesige Planeten zu finden – Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun –, bestehend aus Gas. Ihre Monde sind für gewöhnlich aus Eis oder Gestein aufgebaut.

Der Asteroidengürtel liegt in einer Übergangszone zwischen dem inneren und äußeren Sonnensystem. Das ist auch in der Zusammensetzung der Asteroiden – auch Planetoiden genannt – zu erkennen: Satelliten des inneren Gürtels sind felsiger und metallhaltiger, jene des äußeren Gürtels sind reicher an Kohlenstoff und dunkler.

Vor einem halben Jahrhundert sagten Astronomen die Existenz eines zweiten Asteroidengürtels voraus, der in den dunklen Bereichen des Weltraums jenseits von Neptun liegt. Der winzige Planet Pluto und sein Begleiter Charon sind im wesentlichen die Vorhut dessen, was unter dem Begriff Kuiper-Gürtel bekannt wurde.

Um die Hypothese zu testen, waren jedoch Teleskope mit einer besseren Auflösung nötig. Inzwischen wurden bereits rund 60 Objekte des Kuiper-Gürtels (Kuiper-belt objects, KBO) entdeckt. Jedes ist ein Klumpen Materie mit einem Durchmesser von wenigen hundert Kilometern. Sie umgeben die Sonne wie ein Ring in einer Entfernung von von ungefähr 35 bis mehr als 50 astronomischen Einheiten (AE). Eine AE entspricht der mittleren Entfernung zwischen Erde und Sonne (149,6 Millionen Kilometer).

Stephen C. Tegler von der Northern Arizona University in Flagstaff, Arizona, und W. Romanishin von der University of Oklahoma in Norman präsentieren in Nature vom 5. März 1998 extrem sorgfältige Messungen der Farben, die von den Oberflächen der KBO reflektiert werden. Insgesamt haben sie etwa ein Viertel der bekannten Objekte vermessen. Könnten wir ein KBO aus der Nähe betrachten, so sähe es mattgrau aus – allerdings kann die Farbe zwischen fast schwarz und einem schmutzigen Braun schwanken. Empfindliche Photometer stellen deutliche Unterschiede fest: Einige Kleinstplaneten sind "roter" als andere.

Es könnte sein, daß dieser Effekt durch langfristig Prozesse verursacht wird, wie zum Beispiel chemische Prozesse unter der Milliarden Jahre währenden Sonnenbestrahlung. Zwischendurch würde bei Zusammenstößen neues Material an die Oberfläche gelangen. Sollte diese Hypothese zutreffen, dann wäre es schwierig zu erklären, wieso es nur zwei Gruppen von Objekten gibt und keine Zwischenzustände. Der Übergang in der Zusammensetzung der vertrauteren Asteroiden zwischen Mars und Jupiter ist mit Blick auf die Entstehungsgeschichte des Sonnensystems leicht zu erklären. Doch in den kalten, dunklen äußeren Bereichen unseres Planetensystems dürfte kein vergleichbarer Prozeß abgelaufen sein. Zudem besteht anscheinend kein Zusammenhang zwischen der Entfernung eines KBO und seiner Färbung.

Das Rätsel muß daher für den Augenblick ungelöst bleiben. "Alles was wir bis jetzt sagen können", meint Clark Chapman vom Southwest Research Institute in Boulder, Colorado, "ist, daß die beiden unterschiedlichen Farbgruppen auf ein wichtiges und unerwartetes Ereignis hindeuten könnten, das vor langer Zeit im ewigen Frost des äußeren Sonnensystems stattgefunden hat."

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