Bildnachweis: NASA
Die neueste Aufgabe des Hubble-Weltraumteleskops besteht darin, schwer fassbare Pluto-ähnliche Objekte aufzuspüren, die am äußersten Rand unseres Sonnensystems lauern – von denen viele wie Pluto und sein Mond Charon in Paaren zu reisen scheinen. Diese Objekte werden als Kuiper Belt Objects (KBO) klassifiziert und befinden sich in einem riesigen Gürtel hinter Neptun. Bisher wurde festgestellt, dass 1 % der KBOs binäre Systeme sind, eine Tatsache, die Astronomen verwirrt.
Das Hubble-Weltraumteleskop der NASA ist auf der Suche nach einer faszinierenden neuen Klasse von Objekten im Sonnensystem, die man als Pluto-'Mini-Me' bezeichnen könnte? schwache und flüchtige Objekte, die sich paarweise im kalten, mysteriösen äußeren Reich des Sonnensystems, dem Kuipergürtel, bewegen.
In den heute in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Ergebnissen berichtet ein Astronomenteam unter der Leitung von Christian Veillet von der Canada-France-Hawaii Telescope Corporation (CFHT) in Kamuela, Hawaii, über die bisher detailliertesten Beobachtungen des Kuiper Belt-Objekts (KBO) 1998 WW31, der vor vier Jahren entdeckt und letztes Jahr von der CFHT als binär befunden wurde.
Pluto und sein Mond Charon und unzählige eisige Körper, die als KBOs bekannt sind, bewohnen eine riesige Region des Weltraums, den Kuipergürtel. Dieser 'Schrottplatz' von Material, das bei der Entstehung des Sonnensystems übrig geblieben ist, erstreckt sich von der Umlaufbahn des Neptun bis zu 100-mal so weit wie die Erde von der Sonne entfernt ist (die etwa 93 Millionen Meilen entfernt ist) und ist die Quelle von mindestens der Hälfte der kurzperiodische Kometen, die durch unser Sonnensystem sausen. Erst kürzlich haben Astronomen herausgefunden, dass ein kleiner Prozentsatz der KBOs tatsächlich zwei umeinander kreisende Objekte sind, die als Binärdateien bezeichnet werden.
„Mehr als ein Prozent der rund 500 bekannten KBOs sind tatsächlich binär: eine rätselhafte Tatsache, für die in einem sehr spannenden und sich schnell entwickelnden Forschungsgebiet in den kommenden Jahren viele Erklärungen vorgeschlagen werden“, sagt Veillet.
Hubble war in der Lage, die Gesamtmasse des Paares basierend auf ihrer gemeinsamen 570-Tage-Umlaufbahn zu messen (eine Technik, die Isaac Newton vor 400 Jahren verwendet hat, um die Masse unseres Mondes abzuschätzen). Das „ungerade Paar“ des WW31 von 1998 ist zusammen etwa 5.000 (0,0002) Mal weniger massiv als Pluto und Charon.
Wie ein Paar Walzer-Skater drehen sich die binären KBOs um einen gemeinsamen Schwerpunkt. Die Umlaufbahn von 1998 WW31 ist die exzentrischste, die jemals für ein binäres Sonnensystemobjekt oder einen planetarischen Satelliten gemessen wurde. Seine Umlaufbahnentfernung variiert um den Faktor zehn, von 2.500 bis 25.000 Meilen (4.000 bis 40.000 Kilometer). Es ist schwer zu bestimmen, wie KBOs zu zweit reisen. Sie können sich auf diese Weise gebildet haben, wie Zwillinge geboren werden oder durch Kollisionen entstehen, bei denen ein einzelner Körper in zwei Teile gespalten wird.
Seit der Entdeckung des ersten KBO im Jahr 1992 haben sich Astronomen gefragt, wie viele KBOs Binärdateien sein können, aber allgemein ging man davon aus, dass die Beobachtungen für die meisten Teleskope zu schwierig wären. Die Erkenntnisse aus der Untersuchung binärer KBOs wären jedoch von Bedeutung: Die Messung binärer Umlaufbahnen liefert Abschätzungen der KBO-Massen, und gegenseitige Finsternisse der Binärsterne ermöglichen es Astronomen, individuelle Größen und Dichten zu bestimmen. Unter der Annahme, dass ein Teil der KBOs binär sein sollten – genau wie im Asteroidengürtel entdeckt – begannen Astronomen schließlich, nach gravitativ verschlungenen Paaren von KBOs zu suchen.
Dann endlich, vor genau einem Jahr, am 16. April 2001, gaben Veillet und seine Mitarbeiter die erste Entdeckung eines binären KBO bekannt: 1998 WW31. Seitdem haben Astronomen die Entdeckungen von sechs weiteren binären KBOs gemeldet. „Es ist schon erstaunlich, dass etwas, das so schwer zu bewerkstelligen scheint und viele Jahre dauert, dann eine Lawine an Entdeckungen auslösen kann“, sagt Veillet. Vier dieser Entdeckungen wurden mit dem Hubble-Weltraumteleskop gemacht: zwei wurden mit einem Programm unter der Leitung von Michael Brown vom California Institute of Technology in Pasadena, Kalifornien, und zwei weitere mit einem Programm unter der Leitung von Keith Noll vom Space Telescope Science Institute in . entdeckt Baltimore, MD. Die Empfindlichkeit und Auflösung von Hubble ist ideal für das Studium binärer KBOs, da die Objekte so schwach und so nah beieinander sind.
Der Kuipergürtel ist eines der letzten großen fehlenden Puzzleteile zum Verständnis des Ursprungs und der Entwicklung unseres Sonnensystems und der Planetensysteme um andere Sterne. Staubscheiben, die um andere Sterne herum zu sehen sind, könnten durch Kollisionen zwischen Objekten vom Kuipergürtel-Typ wieder aufgefüllt werden, was bei Sternen üblich zu sein scheint. Diese Kollisionen bieten grundlegende Hinweise auf die Entstehung von Planetensystemen.
Originalquelle: Hubble-Pressemitteilung
