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):
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?
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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