Bildnachweis: Hubble
Mit dem Hubble-Weltraumteleskop haben Astronomen drei der schwächsten und kleinsten Objekte entdeckt, die jemals im äußeren Sonnensystem gesehen wurden. Überraschend ist jedoch, wie wenige Kuiper-Objekte das Team entdeckt hat. Sie hatten erwartet, auf dem untersuchten Feld 60 bis zu 15 km zu finden, tauchten aber nur 3 auf.
Astronomen, die das Hubble-Weltraumteleskop der NASA verwenden, haben drei der schwächsten und kleinsten Objekte entdeckt, die jemals jenseits von Neptun entdeckt wurden. Jedes Objekt ist ein Klumpen aus Eis und Stein? ungefähr so groß wie Philadelphia? Umlaufbahn jenseits von Neptun und Pluto, wo die eisigen Körper seit der Entstehung des Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren möglicherweise gewohnt haben. Sie befinden sich in einer ringförmigen Region namens Kuipergürtel, in der sich ein Schwarm eisiger Felsen befindet, die Bausteine oder „Planetesimale“ aus der Entstehung des Sonnensystems sind.
Die Ergebnisse der Suche wurden von einer Gruppe unter der Leitung des Astronomen Gary Bernstein von der University of Pennsylvania beim heutigen Treffen der Abteilung für Planetenwissenschaften in Monterey, Kalifornien, bekannt gegeben.
Die große Überraschung der Studie ist, dass so wenige Mitglieder des Kuipergürtels entdeckt wurden. Mit Hubbles exquisiter Entschlossenheit erwarteten Bernstein und seine Mitarbeiter mindestens 60 Kuipergürtel-Mitglieder mit einem Durchmesser von nur 15 km. aber nur drei wurden entdeckt.
„Die Entdeckung von viel weniger Objekten des Kuipergürtels als vorhergesagt macht es schwierig zu verstehen, wie viele Kometen in der Nähe der Erde erscheinen, da angenommen wurde, dass viele Kometen aus dem Kuipergürtel stammen“, sagt Bernstein. "Dies ist ein Zeichen dafür, dass die kleineren Planetesimalen in den letzten Milliarden Jahren durch Kollisionen in Staub zerschmettert wurden."
Bernstein und seine Kollegen suchten mit Hubble nach Planetesimalen, die viel kleiner und schwächer sind als bei bodengestützten Teleskopen. Hubbles Advanced Camera for Surveys wurde im Januar und Februar 2003 über einen Zeitraum von 15 Tagen auf eine Region im Sternbild Jungfrau gerichtet. Eine Bank von 10 Computern am Boden arbeitete sechs Monate lang auf der Suche nach schwachen Stellen in den Hubble-Bildern.
Die Suche ergab drei kleine Objekte mit den Namen 2003 BF91, 2003 BG91 und 2003 BH91, deren Größe zwischen 25 und 45 km breit ist. Sie sind die kleinsten Objekte, die jemals jenseits von Neptun gefunden wurden. An ihren derzeitigen Standorten sind diese eisigen Körper eine Milliarde Mal schwächer (29. Größe) als die dunkelsten Objekte, die mit bloßem Auge sichtbar sind. Ein eisiger Körper dieser Größe, der dem Kuipergürtel entweicht, um in der Nähe der Sonne zu wandern, kann jedoch als Komet von der Erde aus sichtbar werden, wenn der wandernde Körper zu verdampfen beginnt und eine umgebende Wolke bildet.
Astronomen untersuchen den Kuipergürtel, weil die Region einen Einblick in die frühe Geschichte unseres Sonnensystems bietet. Die Planeten bildeten sich vor über 4 Milliarden Jahren aus einer Wolke aus Gas und Staub, die die Säuglingssonne umgab. Mikroskopische Eis- und Staubstücke klebten zusammen und bildeten Klumpen, die von Kieselsteinen über Felsbrocken bis hin zu Planetesimalen in Stadt- oder Kontinentgröße wuchsen. Die bekannten Planeten und Monde sind das Ergebnis von Kollisionen zwischen Planetesimalen. Im größten Teil des Sonnensystems wurden alle Planetesimalen entweder von Planeten absorbiert oder in den interstellaren Raum ausgestoßen, wodurch die Spuren der frühen Tage des Sonnensystems zerstört wurden.
Um 1950 schlugen Gerard Kuiper und Kenneth Edgeworth vor, dass es in der Region jenseits von Neptun keine Planeten gibt, die die übrig gebliebenen Planetesimale auswerfen könnten. Es sollte eine Zone geben, sagten die beiden Astronomen? jetzt Kuipergürtel genannt? gefüllt mit kleinen, eisigen Körpern. Trotz langjähriger Suche wurde das erste derartige Objekt erst 1992 gefunden. Seitdem haben Astronomen fast 1.000 mit bodengestützten Teleskopen entdeckt. Die meisten Astronomen glauben heute, dass Pluto, der 1930 entdeckt wurde, tatsächlich ein Mitglied des Kuipergürtels ist.
Astronomen nutzen jetzt den Kuipergürtel, um etwas über die Geschichte des Sonnensystems zu lernen, so wie Paläontologen Fossilien verwenden, um das frühe Leben zu untersuchen. Jedes Ereignis, das das äußere Sonnensystem beeinflusste? wie mögliche Gravitationsstörungen durch vorbeiziehende Sterne oder längst verschwundene Planeten? ist eingefroren in die Eigenschaften der Mitglieder des Kuipergürtels, die Astronomen heute sehen.
Wenn das Hubble-Teleskop den gesamten Himmel durchsuchen könnte, würde es vielleicht eine halbe Million Planetesimale finden. Wenn es jedoch auf einem einzelnen Planeten gesammelt würde, wäre das resultierende Objekt nur ein paar Mal größer als Pluto. Die neuen Hubble-Beobachtungen in Kombination mit den neuesten bodengestützten Untersuchungen des Kuipergürtels bestätigen die Vorstellung, dass Pluto selbst und sein Mond Charon nur große Mitglieder des Kuipergürtels sind. Warum die Planetesimale des Kuipergürtels keinen größeren Planeten bildeten und warum es weniger kleine Planetesimale als erwartet gibt, sind Fragen, die mit weiteren Untersuchungen des Kuipergürtels beantwortet werden. Diese Studien werden Astronomen helfen zu verstehen, wie sich Planeten auch um andere Sterne gebildet haben könnten.
Die neuen Hubble-Ergebnisse wurden von Bernstein und David Trilling (University of Pennsylvania) berichtet; Renu Malhotra (Universität von Arizona); Lynne Allen (Universität von British Columbia); Michael Brown (California Institute of Technology); und Matthew Holman (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics). Die Ergebnisse wurden dem Astronomical Journal zur Veröffentlichung vorgelegt. Ein vorläufiger Bericht ist im Internet unter http://arxiv.org/abs/astro-ph/0308467 verfügbar.
Originalquelle: Hubble-Pressemitteilung
