Unsere Erde ist ja (rein himmelsmechanisch gesehen) erstmal ein recht unauffälliger Planet. Annähernd kreisförmig zieht sie ihre Bahn um die Sonne und sonst passiert nicht viel. Auch die anderen Planeten in unserem Sonnensystem verhalten sich so (natürlich stimmt das auch nicht ganz – dass es auch mal chaotisch zugehen kann, habe ich hier beschrieben).

Es könnte aber auch Planeten in anderen Sonnensystemen geben, die sich ganz anders verhalten: sogenannte Trojanerplaneten.

Was sind Trojaner?

Über die Trojaner habe ich ja schon vor einiger Zeit einen langen Artikel geschrieben. Damals ging es allerdings um Asteroiden. Diese Asteroiden umkreisen die Sonne (annähernd) auf der selben Bahn wie der Planet Jupiter – befinden sich aber 60° vor bzw. hinter ihm. Auch wenn sich die Asteroiden die Bahn mit dem Riesenplaneten Jupiter teilen müssen, gibt es keine Probleme. Joseph-Louis Lagrange hat im 18. Jahrhundert gezeigt, dass es 5 spezielle Punkte gibt, an denen sich die Anziehungskräfte der Sonne und eines Planeten auf einen Asteroiden gerade so aufheben, dass sie keinen störenden Einfluss ausüben können. 2 dieser 5 Lagrangepunkte sind stabil. Das bedeutet, dass Asteroiden, die sich in oder in der Nähe dieser Punkte befinden, dort auch für lange Zeit bleiben können – also eine stabile Bahn um die Sonne verfolgen. Und das sind genau die beiden Punkte vor und hinter Jupiter auf dessen Bahn, an denen wir im Sonnensystem bis heute tausende Asteroiden entdeckt haben: die Trojaner. In diesem Bild sind die stabilen Punkte mit “L4” und “L5” bezeichnet (Gelb: Sonne, Blau: Jupiter):

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Aber das sind, wie gesagt, nur Asteroiden. Könnte es nicht auch Planeten geben, die sich in einer Trojanerkonfiguration befinden?

2 Planeten auf einer Bahn

Nun, zumindest nicht in unserem Sonnensystem. Hier kennen wir nur die Trojaner-Asteroiden des Jupiter (auch Mars und Neptun haben Trojaner) und ein paar Saturnmonde die sich in Trojanerkonfigurationen befinden (auch einige Weltraumobservatorien wurden in den Lagrangepunkten der Erde stationiert). Aber was ist mit extrasolaren Planetensystemen?

Wir wissen mittlerweile, dass solche Trojanerplaneten durchaus entstehen können. Erst vor kurzem sind wieder zwei wissenschaftliche Arbeiten erschienen, die deutlich machen, dass in anderen Sonnensystemen durchaus auch Trojanerplaneten entstehen könnten.
Wir wissen auch, dass diese Planeten für sehr lange Zeiten stabilen Bahnen folgen können. Arbeiten zur Stabilität von Trojanerplaneten wurden (und werden) unter anderem von der Astrodynamik-Arbeitsgruppe der Unisternwarte Wien durchgeführt (und auch ich habe vor einigen Jahren dort über dieses Thema gearbeitet).

Trojanerplaneten könnten also entstehen und wenn sie entstanden sind, können sie für sehr lange Zeiten stabile Bahnen haben. Warum haben wir bis jetzt dann noch keine entdeckt?

Unter anderem deswegen, weil noch nicht wirklich intensiv danach gesucht wird. Im Vergleich zur Suche nach “normalen” Exoplaneten ist das Auffinden von Trojanerplaneten etwas knifflig. Man kennt zwar mittlerweile schon Methoden, um sie zu entdecken – aber die wurden noch nicht systematisch umgesetzt (zumindest nicht, wenn man es mit dem Aufwand vergleicht, der sonst in der Exoplanetenforschung betrieben wird).

Wozu das Alles?

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Dabei wäre eine Entdeckung eines Trojanerplaneten ein wirklicher Fortschritt! Nicht nur, weil man damit eine neue, stabile Konfiguration für Planetenbahnen auch tatsächlich in der Natur verifizieren könnte. Man könnte damit auch einige offene Fragen aus dem Bereich der Planetenentstehung lösen. Hier gibt es nämlich immer noch verschiedene Theorien, die miteinander konkurrieren. Besonders schwierig ist die Erklärung, wie die sg. “Hot Jupiters” entstanden sind. Das sind extrasolare Planeten, die sehr groß sind (vergleichbar mit Jupiter in unserem Sonnensystem oder größer), die sich sehr nahe an ihrem Stern befinden (viel näher als der Merkur an der Sonne). Die Theoretiker probieren immer noch, herauszufinden, ob diese Planeten wirklich so nahe am Stern entstanden sind oder ob sie im Laufe der Zeit von weit entfernteren Orten in Richtung des Sterns “migriert” sind.

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Kommentare (7)

  1. #1 Stefan Taube
    15. Dezember 2008

    Hallo Florian, das ist vielleicht eine blöde Frage, aber kann man solche Anträge nach einer gewissen Frist wiederholen? Ich meine, es könnte ja sein, dass die DFG in sagen wir einem Jahr anders darüber denkt.

  2. #2 florian
    15. Dezember 2008

    @Stefan: Also soweit es die Richtlinien der DFG betrifft, darf ein einmal abgelehnter Antrag nicht wieder eingereicht werden. Man kann das natürlich umgehen, indem man den Antrag ein bisschen überarbeitet und so – aber eigentlich ist es nicht erwünscht.
    Außerdem darf man nicht vergessen, wie schnell die Forschung hier vorwärts geht. Ich musste den Antrag schon während des Schreibens mehrmals überarbeiten um jeweils neue Erkenntnisse einzuarbeiten. In ein oder zwei Jahren ist die Situation dann wahrscheinlich so, dass ich mir sowieso eine komplett neue Strategie bzw. ein komplett neues Konzept überlegen müsste.

  3. #3 isnochys
    15. Dezember 2008

    Mal wieder spannender Artikel von Dir, Danke!

    Aber sind denn heiße Jupiter nun so heiß, weil sie im windschatten anderer Planeten fahren oder weil sie langsamer sind?*duck*
    :))))
    (nein, auch heute kommt von mir nichts konstruktives!;)

  4. #4 Natalie
    17. Dezember 2008

    @florian
    Ich bin zwar keine Naturwissenschaftlerin sondern in einem anderen geistigen Wissenschaftsbereich unterwegs, aber dennoch bin ich von Deinem Blog total fasziniert, so sehr, dass ich ab und an, wenn es mir meine Zeit erlaubt, auch mal während den Arbeitsstunden hier vorbeischaue.

  5. #5 florian
    17. Dezember 2008

    @Natalie: Danke für das Lob! 🙂 Aber nicht, dass du dann wegen mir Ärger mit dem Chef bekommst 😉

  6. #6 Natalie
    17. Dezember 2008

    @florian
    ich bin meine eigene Chefin 😉 sonst ginge das sicher nicht.

  7. #7 Wladislaw Tietze
    Wien
    19. Dezember 2013

    Inzwischen ist doch FWF erfolgsversprechender als zuvor, oder [schon ad acta…]? (http://www.fwf.ac.at/de/faq/translations-research/antrag_bewilligung.html) Beste Wünsche!