Trojaner auf der Uranus-Bahn

Als Trojaner bezeichnen Astronomen Asteroiden, die ihre Bahn in der Nähe der Lagrangepunkte 4 oder 5 des Systems Sonne-Planet ziehen. Eine besonders ausgeprägte Trojaner-Population besitzt – dank seiner vergleichsweise großen Masse und damit auch Gravitation – Jupiter: Fast 5000 Asteroiden sind in der Umgebung der jeweils 60 Grad vor bzw. hinter dem Planeten liegenden Punkte L4 und L5 bekannt. Einige wenige Trojaner gibt es bei Neptun und Mars, einen einzigen kennt man auf der Erdbahn.

Die Existenz von Trojanern auf der Umlaufbahn von Uranus hielten die Astronomen bislang für unwahrscheinlich: Die Anziehungskräfte von Jupiter und Saturn würden, so die Argumentation, die Bahnen solcher Objekte rasch destabilisieren. Doch ein internationales Forscherteam um Mike Alexandersen von der University of British Columbia im kanadischen Vancouver ist bei der Suche nach Trans-Neptun-Objekten mit dem Canada-France-Hawaii-Telescope auf einen 60 Kilometer großen Asteroiden nahe dem Lagrangepunkt 4 von Uranus gestoßen.

Eine Analyse der Bahn zeigte, dass sich das Objekt mit derBezeichnung 2011 QF99 tatsächlich relativ stabil in der Nähe von L4 bewegt, also als Uranus-Trojaner eingestuft werden muss. Allerdings ist die Bahn nicht auf Dauer stabil: Ungefähr für 70.000 Jahre bleibt der kleine Asteroid in der Nähe des Lagrange-Punktes. Danach hält sich 2011 QF99 noch etwa eine Million Jahre in der Nähe der Uranus-Bahn auf, bevor er zu einem sogenannten Zentauren wird, also einem Asteroiden mit einer Bahn im Bereich der äußeren Planeten. Umgekehrt lässt sich aus der langfristigen Instabilität der Bahn von 2011 QF99 schließen, dass er – astronomisch gesehen – ein relativ neuer Trojaner ist, also nicht bereits seit der Entstehungszeit des Sonnensystems mit Uranus gemeinsam um die Sonne kreist. Die Forscher schätzen, dass er vor wenigen hunderttausend Jahren eingefangen wurde.

Mithilfe von Computermodellen haben Alexandersen und seine Kollegen weiterhin untersucht, wie wahrscheinlich eine solche Konfiguration ist. Dazu haben die Forscher die Bewegung der weitgehend bekannten Zentauren-Population simuliert und geprüft, wie oft Asteroiden temporär von den Lagrangepunkten der Planeten Uranus und Neptun eingefangen werden. „Zu unserer Überraschung sagt das Modell voraus, dass zu jedem gegebenen Zeitpunkt etwa drei Prozent der Asteroiden zwischen Jupiter und Neptun sich entweder mit Uranus oder mit Neptun gemeinsam um die Sonne bewegen sollten“, sagt Alexandersen. Diese Zahl sei wesentlich höher als frühere Abschätzung und deute darauf hin, dass weitere Trojaner von Uranus und Neptun auf ihre Entdeckung warten.

Rainer Kayser

PH