Wenn wir im Sonnensystem noch weiter nach außen gehen, kommen wir zur nächsten großen Asteroidenpopulation: den Trojanern. Im Bild oben sehen wir bei 5,2 AE eine große Anhäufung von Asteroiden. Das ist aber auch genau die Position von Jupiter. Die Trojaner teilen sich also eine Bahn mit dem Gasriesen – wie geht das? Das habe ich hier genau beschrieben – es handelt sich um eine spezielle Bewegung um die sogenannten “Lagrange-Punkte”. Betrachtet man zwei Körper – zum Beispiel Sonne und Jupiter – dann gibt es dort 5 Punkte, an denen sich die wirkenden Kräfte genau aufheben. 3 dieser Lagrange-Punkte sind instabil aber zwei sind stabil und in ihrer Nähe können sich kleinere Objekte für sehr lange Zeiten aufhalten. Sie liegen genau 60 Grad vor bzw. hinter Jupiter entlang seiner Bahn.

i-a73e4956123cf3cbca75859842b8e960-lagrange.jpg

Die Lagrangepunkte kannte man schon im 18. Jahrhundert; der erste echte Trojaner des Jupiter wurde aber erst Anfang des 20. Jahrhunderts entdeckt. Sie heißen übrigens deswegen “Trojaner” weil sie alle nach Figuren aus der Ilias, der Geschichte über den trojanischen Krieg, benannt worden sind. Auch von ihnen haben wir mittlerweile schon einige tausend gefunden. Geben tut es aber viel mehr – man schätzt, dass sie in ihrer Gesamtzahl mit den Asteroiden des Hauptgürtels vergleichbar sind!

Wenn Jupiter so viele Trojaner hat. dann vielleicht auch die anderen Planeten? Vielleicht verstecken sich hier noch weitere große Asteroidenpopulationen? Naja – von Merkur, Venus und Erde sind keine Trojaner bekannt. Beim Mars hat man aber interessierterweise welche gefunden. Allerdings bis jetzt nur 4 Stück. Saturn hat ebenfalls keine bekannten Trojaner und man wird wohl auch keine finden. Die Störungen die Jupiter auf seine Lagrangepunkte ausübt sind zu groß; dort existieren kaum stabile Bahnen. Bei Uranus kennt man ebenfalls keine Trojaner – dafür aber wieder bei Neptun. Hier kennen wir zwar auch erst 6 Stück. Aber dort befindet sich vermutlich eine Asteroidenpopulation der denen in Hauptgürtel und bei Jupiter um nichts nachsteht!

Die Neptun-Trojaner habe ich in diesen beiden Artikeln detailliert beschrieben. Konservative Schätzungen basierend auf Simulationen und den Theorien der Planetenentstehung gehen davon aus, dass von ihnen etwa eine Million existieren. Man kann also mit recht von einem eigenständigen Asteroidengürtel sprechen!

Die Trojaner des Neptun sind auch eine Quelle für die nächste Asteroidenpopulation. Das was die NEAs im inneren Sonnensystem sind, sind die “Zentauren” im äußeren. Sie bevölkern den Bereich zwischen den Bahnen von Jupiter und Neptun und leiden ebenso wie ihre Kollegen näher an der Sonne an den nahen Begegnungen mit den Planeten die ihre Dynamik chaotisch machen. Das sieht man in diesem Bild wunderbar. Es zeigt, wie sich die große Halbachse der Bahn des Zentauren Asbol im Laufe der Zeit ändert. Die beiden Kurven wurden mit leicht unterschiedlichen Anfangswerten aus zwei verschiedenen Datenbanken gewonnen und diese kleinen Unterschiede reichen schon aus um nach einiger Zeit zu völlig verschiedenen Bahnen zu führen. Ein klassisches Beispiel für Chaos:

i-0f72656e941186cbf8d5ecc14103cd10-AsbolA-thumb-500x350.gif
i-996482d1a28f7c602034082a272ed2b5-kuiper.jpg

Da ihre Bahnen also ebenso instabil sind wie die der NEAs brauchen auch die Zentauren ein Reservoir, das Nachschub liefert. Das sind einerseits die schon erwähnten Neptun-Trojaner – und andererseits der größte Asteroidengürtel im Sonnensystem. Der findet sich außerhalb der Neptunbahn und wurde Mitte des 20. Jahrhunderts vom Astronomen Gerard Kuiper postuliert und deswegen “Kuipergürtel” (manchmal auch “Edgeworth-Kuiper-Gürtel”) genannt (von Kuipers Gürtel existiert sogar ein Bild – siehe rechts). Es hat dann zwar noch bis 1992 gedauert bis man das erste Mitglied gefunden hat. Dieser Asteroid hat übrigens bis heute keinen richtigen Namen bekommen sondern trägt immer noch seine provisorische Bezeichnung: 1992 QB1. Da aber nach ihm mittlerweile sogar schon eine eigene Asteroidenuntergruppe benannt wurde – die Cubewanos – wird er wohl nun auch keinen anderen Namen mehr bekommen.

1 / 2 / 3

Kommentare (12)

  1. #1 Schmidts Katze
    29. September 2010

    Hallo Florian,

    danke für die ausführliche Darstellung.

    Ich finde, du könntest auch mal speziell etwas zur Benennung der Objekte und Objektgruppen im SoSy schreiben.

    Und du könntest (natürlich gestrichelt),in den Graphiken die Bahn eines hypothetischen Planeten und seine heutige Position darstellen, der eine Umlaufzeit von 3600 Jahren hat, und in 2 Jahren die Bahn der Erde kreuzt.

  2. #2 Florian Freistetter
    29. September 2010

    @Katze: “Und du könntest (natürlich gestrichelt),in den Graphiken die Bahn eines hypothetischen Planeten und seine heutige Position darstellen, der eine Umlaufzeit von 3600 Jahren hat, und in 2 Jahren die Bahn der Erde kreuzt.”

    Warum? Das hat mit dem Thema nix zu tun. Der ist hier zu finden: http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2009/09/warum-es-planet-x-nicht-geben-kann.php

    Aber über die Benennung schreib ich wirklich mal was…

  3. #3 Tr
    29. September 2010

    Hallo Florian,
    hast du mich gerade beruhigt, dass der 2010 ST3 für uns ungefährlich ist, und jetzt so ein Gruselartikel ;D
    Bleiben die Lagrange-Punkte etwa von den Monden nicht beeinflußt? quasi 3.1-Körper Problem…
    Wegen der Größe von der Oortschen Wolke, könnte man ja Objekte von außerhalb des Sonnensystems finden, wäre das mechanisch möglich, dass ein Brocken beide (alle drei) Sterne, Sonne und die Alapha-Centauri “bedient”?

  4. #4 Florian Freistetter
    29. September 2010

    @Tr. “Bleiben die Lagrange-Punkte etwa von den Monden nicht beeinflußt? quasi 3.1-Körper Problem…”

    Naja – exakt existieren die Lagrangepunkte wirklich nur im 3 Körperproblem. Sobald mehr Körper da sind, gibt es sie eigentlich nicht mehr bzw. sie ändern sich (da gibts dann nicht mehr 5 sondern mehr, usw). Aber näherungsweise passt das immer noch und die Einflüsse der anderen Körper sind gering und die Lagrangepunkte stabil. Apropos Monde: Saturn hat einige “Lagrangemonde” – also Monde, die sich in den Lagrangepunkten anderer Monde befinden…

    “Wegen der Größe von der Oortschen Wolke, könnte man ja Objekte von außerhalb des Sonnensystems finden, wäre das mechanisch möglich, dass ein Brocken beide (alle drei) Sterne, Sonne und die Alapha-Centauri “bedient”?”

    Ne – entweder er ist gravitativ an die Sonne gebunden oder nicht.

  5. #5 Schmidts Katze
    29. September 2010

    Aber über die Benennung schreib ich wirklich mal was…

    Super, hilft dir das:
    http://astronews.com/forum/showthread.php?t=3227
    http://www.iau.org/public/naming/#minorplanets

  6. #6 Thomas K
    30. September 2010

    Sehr ausführlich und spannend beschrieben! Am besten gefällt mir das Bild von Kuipers Gürtel 🙂

  7. #7 Engywuck
    30. September 2010

    du schreibst, dass die Oortsche Wolke aus Planetisimalen bestünde, die bei der Enstehung der Planeten aus dem System geworfen wurden.
    Das heißt aber, dass diese Objekte zuerst sehr elliptisch gewesen sein müssten (innerer Punkt der bahn innerhalb des normalen Planetensystems), oder?

    Wie haben diese Objekte es dann geschafft, sich auf halbwegs kreisförmige Bahnen zu ordnen?

  8. #8 Florian Freistetter
    30. September 2010

    @engywuck: Man geht davon aus, dass Störungen durch nahe Vorbeiflüge anderer Sterne im Laufe der Zeit die Objekte der oortschen Wolken zu einer Kugelschale angeordnet haben.

  9. #9 TheBug
    30. September 2010

    Na super, bei so viel Krempel im Weltraum muss man sich ja nicht wundern wenn das Horoskop mal wieder nicht stimmt…

  10. #10 hape
    1. Oktober 2010

    @Florian

    Und was ist mit den langperiodischen Kometen aus der Oortschen Wolke? Werden die durch Störungen auf ihre elliptischen stark exzentrischen Bahnen geworfen, oder ergibt sich ein Teil der Kugelsymmetrie einfach dadurch, dass die Kometen sich so weit von der Sonne entfern viel langsamer bewegen, also im zeitlichen Mittel die meiste Zeit einfach im Bereich der Oortschen Wolke sind? Ich hab nämlich nächste Woche meine Astroprüfung und wiederhole gerade den Stoff, heute war unter anderem das Sonnensystem dran ;).

  11. #11 Florian Freistetter
    1. Oktober 2010

    @hape: Hmm – wie kommen die langperiodischen Kometen ins innere Sonnensystem? Da gibts mehrere Möglichkeiten. Es könnten Störungen durch vorbeiziehende Sterne sein. Oder dort draussen sind noch größere Objekte; so groß wie die Erde oder gar Jupiter. Die können Kometen auch zu uns schleudern. Oder Kometen kollidieren miteinander und kriegen dadurch ne neuen Bahn. Genau wird mans erst wissen, wenn wir dort irgendwie nen Haufen Sonden hinkriegen…

  12. #12 Kallewirsch
    28. Juli 2011

    Hurra! Jetzt haben wir auf der Erde auch unseren eigenen Trojaner!

    http://www.astronews.com/news/artikel/2011/07/1107-032.shtml