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Tanz am Rand des Sonnensystems

Astronomen beobachten ein kurioses Asteroiden-Paar

Von Guido Meyer

Die beiden Eiskugeln von 2001 QW322 geben nicht nur ihrem Mitentdecker J. Kavelaars Rätsel auf.
Die beiden Eiskugeln von 2001 QW322 geben nicht nur ihrem Mitentdecker J. Kavelaars Rätsel auf. (J.J. Kavelaars e.a.)

<strong>Astronomie. - Der Kuiper-Gürtel am Rande des Sonnensystems ist zum begehrten Objekt der Astronomen geworden, beherbergt er doch Kleinplaneten, Kometen und Asteroiden aus der Geburtszeit des Sonnensystems. Besonders angetan hat es den Astronomen ein ungewöhnliches Paar, das sich gegenseitig - und gemeinsam die Sonne umkreist.</strong>

2001 QW322 ist der Name eines Asteroidenpaars, das Astronomen – eben im Jahr 2001 – unter anderem mit dem europäischen Very Large Telescope in der chilenischen Wüste entdeckt haben. Spektakulärer als der unscheinbare, kryptische Name der Himmelskörper ist ihr Verhalten: Zwei gleichgroße Objekte, die mehr als 100.000 Kilometer voneinander getrennt sind, umkreisen einen gemeinsamen Schwerpunkt - und als Doppel-Asteroiden-System die Sonne. Der französische Astronom Jean-Marc Petit ist Direktor am Observatorium von Besancon der Universität von Franche Comte und einer der Entdecker der Asteroiden.

"Die beiden umkreisen sich, obwohl sie so weit auseinander sind wie kein anderes der uns bekannten 100 Doppel-Asteroiden-Systeme. Sie haben einen Durchmesser von nur etwa 100 Kilometern, aber der Abstand zwischen ihnen beträgt ein Drittel der Entfernung von der Erde zum Mond. Ihre gegenseitige Anziehung ist also nur sehr gering."

Dass zwei Himmelskörper über solch große Entfernung so schwach aneinander gebunden bleiben können, passt nicht ins Bild der Entstehung unseres Sonnensystems. Nach herkömmlichen Vorstellungen hätten die beiden längst durch die Anziehungskräfte anderer Himmelskörper in dieser Region auseinander gerissen werden müssen. Andere Kleinplaneten wie Pluto ziehen innerhalb ihrer Bahn an ihnen, ein weiter entfernter Kleinplanet wie Sedna hätte sie nach außen reißen müssen.

"Wir kennen derzeit keinen Mechanismus, der so ein System im heutigen Kuiper-Gürtel hervorbringen könnte. Wahrscheinlich sind die beiden zusammen mit dem Sonnensystem entstanden, als es dort draußen noch ganz anders aussah und mehr dieser Brocken herumflogen. Dennoch hätten es für ein massereiches Objekt in ihrer Nähe ein Leichtes sein müssen, sie durch seinen gravitativen Einfluss auseinanderzubringen. Sie sind aber offensichtlich seit mehr als vier Milliarden Jahren stabil, was für unsere Theorie ein Problem darstellt."

Wenngleich die Astronomen die stabilen Umlaufbahnen der Asteroiden nicht erklären können, konnten sie deren Entstehung in Computermodellen simulieren. Danach hat sich dieses Zweier-System wahrscheinlich aus drei Gesteinsbrocken gebildet, glaubt Jean-Marc Petit.

"Weil es zur Entstehungszeit unseres Sonnensystems viel mehr Asteroiden im Kuiper-Gürtel gab, war die Wahrscheinlichkeit größer, dass sich drei relativ nahe gekommen und zwei von ihnen miteinander kollidiert sind. Dieser Zusammenprall hätte einen Teil der Bewegungsenergie aus der Umlaufbahn der beteiligten Himmelskörper eliminiert, so dass ihre Bindung untereinander danach stärker war als der Gravitationseinfluss der fernen Sonne, die an ihnen zieht und das System zu trennen droht."

Dort draußen im Kuiper-Gürtel ist die Sonne 43 Mal so weit weg wie von der Erde aus. Entsprechend schwächer ist ihre Gravitationswirkung. Somit behält die gegenseitige Anziehungskraft der übriggebliebenen Brocken – trotz ihres immensen Abstandes – die Oberhand.

"Vielleicht sind die beiden auch mit nur halb so großem Abstand zueinander entstanden. So wären sie widerstandsfähiger gewesen gegenüber Störeinflüssen benachbarter Himmelskörper. Deren Anziehungskraft hätte dann aber im Laufe der Jahrmilliarden an ihnen gezerrt und sie so langsam auseinander gezogen."

In dieser Entfernung, jenseits von Pluto, benötigen die beiden Asteroiden mehr als sieben Jahre, um einen Sonnenumlauf zu vollenden. Dabei bewegen sie sich mit etwa drei Kilometern pro Stunde, was einem gemütlichen Gehen entspricht. Stünde ein Betrachter auf einem der beiden Himmelskörper, sähe er den anderen in einer Größe am Himmel, die einem Stecknadelkopf bei ausgestrecktem Arm entspricht. Auch die Beschaffenheit, die Form und die Farbe der beiden Objekte haben die Wissenschaftler untersucht. Der kanadische Astronom J.J. Kavelaars vom Herzberg Institut für Astrophysik in Victoria, British Columbia:

"Die Oberfläche beider Objekte ist blau. Da es sich um ein Doppel-System handelt, können wir die Masse der beiden Asteroiden bestimmen und daraus ihre Dichte ableiten. Sie beträgt nur etwa ein Gramm pro Kubikzentimeter, was auf gefrorenes Wasser schließen lässt."

Dort draußen, am Rand des Sonnensystems, erschiene die Sonne einem Beobachter als kleiner Punkt wie andere Sterne auch. Ihr Licht und ihre Wärme reichen nicht aus, um das Wasser auf den Asteroiden zu schmelzen, was auch mögliche organische Moleküle auf ihnen ziemlich ausschließt. Ihre Umlaufbahnen befinden sich außerdem in der Planetenebene und sind fast perfekt kreisförmig, so dass die Körper der Sonne auch nie näher kommen.

"Diese Objekte sind wahrscheinlich rund. Das von ihnen reflektierte Licht ändert sich nicht; es gibt keine Helligkeitsunterschiede. So etwas ist nur bei kugelförmigen Himmelskörpern möglich. Dass zwei Objekte von nur 100 Kilometern Durchmesser überhaupt rund werden konnten und keine unförmigen Brocken sind wie die meisten Asteroiden, ist ein weiterer Hinweis, dass sie aus sehr leichtem Material wie Eis aufgebaut sind."

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