Kosmische Einzelverfolgung

Zwei Veröffentlichungen der letzten Woche könnten Bestätigungen für eine jüngere Annahme sein, nämlich, dass es vielleicht nicht außergewöhnlich ist, wenn sich zwei Himmelskörper eine Bahn teilen.

Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: DLF – Forschung aktuell, Raumfahrer.net, Bild der Wissenschaft, Raumcon.

Wikipedia, Nutzer Rivi, GNU-Lizenz für freie Dokumentation
Bahnen von Asteroiden in der Nähe von Erde und Mars sowie im Hauptgürtel. Oben sieht man Jupiter und links und rechts davon dessen Trojaner wolkenartig angeordnet.
(Bild: Wikipedia, Nutzer Rivi, GNU-Lizenz für freie Dokumentation)

Vom größten Planeten unseres Sonnensystems sowie mehreren Saturnmonden kennt man dies schon: auf derselben Bahn fliegen kleinere Himmelskörper voraus bzw. folgen, die sogenannten Trojaner. Dabei handelt es sich um Kleinkörper, welche die Lagrangepunkte L4 und L5 eines Planeten oder Mondes umlaufen, auf denen sich Anziehungskräfte von Sonne, Planet und Mond sowie die Fliehkräfte aufheben und damit eine stabile Bahn ermöglichen. Bekannteste Vetreter sind (588) Achilles und (624) Hektor.

Offenbar gibt es solche Begleiter aber auch außerhalb unseres Sonnensystems. In den Beobachtungsdaten der ersten 4 Monate des NASA-Teleskops Kepler wurde beim Stern KOI-730 ein Planetenpaar entdeckt, dass sich offenbar dieselbe Bahn teilt. Es gibt immer wieder geringfügige Sternverdunklungen in regelmäßigen Abstand aber unterschiedlicher Stärke, wenn einer der beiden Planeten von uns aus gesehen vor dem Stern vorbeizieht. Man vermutet nun, dass sich ein kleiner Planet in einem der Lagrangepunkte des größeren befindet. Verbindet man den Stern mit beiden Planetenpositionen durch Strahlen, so nehmen die Schenkel einen Winkel von 60 Grad ein, ganz so, wie es sich für Trojaner gehört.

Das Weltraumteleskop Kepler umläuft die Sonne seit dem 6. März 2009 in einem der Erde folgenden Orbit. Dabei ist es stets auf eine eher leer erscheinende Region des Universums in den Sternbildern Leier und Schwan ausgerichtet. Das einfallende Licht wird über einen 1,4 Meter durchmessenden Hauptspiegel gebündelt und auf 21 CCD-Detektoren mit insgesamt 95 Megapixeln gelenkt. Über kurzzeitige aber periodische Helligkeitsschwankungen der Sterne lassen sich Planetentransits vor dem jeweiligen Stern vermuten und anschließend von der Erde aus bestätigen oder widerlegen. Derzeit gibt es 15 bestätigte Exoplaneten, die aus Daten von Kepler entdeckt wurden. Hinzu kommen 1.220 weitere, recht sichere Kandidaten, von denen 68 etwa so groß sind wie die Erde und 54 in der sogenannten Hablitablen Zone ihren Stern umlaufen, davon 5 mit Erdgröße.

Inzwischen haben Astronomen vom Ames Research Center der NASA die insgesamt vier Planetenkandidaten des Systems weiter untersucht und festgestellt, dass die Bahnen der weiter außen umlaufenden Planeten immer ein genaues Vielfaches der Umlaufzeit der inneren Bahn besitzen. Man spricht hier auch von Resonanz.

Nun vermuten Wissenschaftler vom Armagh-Observatorium in Nordirland anhand von Computersimulationen, dass der 2010 entdeckte Asteroid 2010 S016 dieselbe Umlaufbahn wie die Erde hat und diese offenbar sehr stabil ist, wahrscheinlich seit Jahrmillionen. Der nur etwa 300 Meter durchmessende Gesteinsbrocken verweilt allerdings nicht in einem Lagrangepunkt. Stattdessen nähert er sich der Erde mal von vorn, mal von hinten und wird dabei durch die Anziehungskraft unseres Planeten beeinflusst.

Ist er langsamer als die Erde, weil er sich auf einer geringfügig höheren Bahn befindet, wird er in Erdnähe durch die Gravitation unseres Planeten abgebremst. Dabei gelangt er auf eine der Sonne gegenüber tiefere Bahn, auf der er, wegen deren Anziehung, schneller wird. Damit entfernt er sich von der Erde, fliegt ihr zunächst voraus und hat sie aber nach etwa 175 Jahren von hinten beinahe überrundet. Hier allerdings wird er von der Gravitation der Erde beschleunigt und gelangt dadurch gegenüber der Sonne auf eine höhere Bahn, womit er wieder langsamer wird.

Es klingt scheinbar widersprüchlich, ist aber korrekte Bahnmechanik. Ein Satellit auf einer höheren Bahn ist tatsächlich langsamer. Nun fällt er gegenüber der Erde auf der gemeinsamen Bahn zurück und wird von unserem Heimatplaneten nach etwa 175 Jahren erneut fast eingeholt. Das Wechselspiel beginnt von vorn.

Leider ist 2010 S016 selbst in relativer Erdnähe wie jetzt zu klein, um mit normalen Amateurteleskopen sichtbar zu sein. Im Augenblick befindet er sich fast an seinem erdnächsten Punkt, der aber rund 20 Millionen Kilometer von uns entfernt ist.

Raumcon:

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