Ich bin ja ein großer Fan der Asteroiden. Also nicht, dass Planeten, Sterne, Galaxien und das ganze andere Zeug im Weltall nicht auch toll wären. Aber Asteroiden finde ich persönlich besonders spannend. Und damit meine ich nicht nur die erdnahen Asteroiden – auch wenn die für uns Menschen von besonderer Bedeutung sind. Es gibt ja im Sonnensystem noch jede Menge andere Arten der kleinen Himmelskörper.
Zum Beispiel die Trojaner. Da denken die meisten Leute wahrscheinlich an böse Computerviren oder vielleicht an Homers Ilias. So wird aber auch eine ganz spezielle Gruppen von Asteroiden bezeichnet. Die Trojaner befinden sich in der Nähe der sogenannten Lagrangepunkten von Planeten. Das sind fünf spezielle Punkte im Raum, an denen sich die Kräfte, die der Planet und die Sonne ausüben aufheben (ich habe das hier näher beschrieben). Zwei dieser fünf Punkte (die mit L4 und L5 bezeichnet werden) sind stabil – das bedeutet, in ihrer Nähe können sich kleinere Himmelskörper für lange Zeiten auf stabilen Bahnen bewegen. Diese Punkte befinden sich 60 Grad vor bzw nach dem Planeten entlang seiner Bahn. Das es diese stabilen Punkte gibt, hat schon Lagrange im 18. Jahrhundert ausgerechnet. Aber erst 1906 wurde der erste reale Trojaner entdeckt: der Asteroid Achilles bewegt sich in der Nähe des L4 von Jupiter.
Heute kennen wir einige tausend Asteroiden (die so wie Achilles ebenfalls nach Figuren aus dem trojanischen Krieg benannt wurden; daher die Bezeichung “Trojaner”) die sich mit Jupiter eine Bahn teilen. Man hat sogar eine Handvoll Trojaner bei Mars entdeckt und aus theoretischen Rechnungen weiß man, dass die dynamischen Bedingungen bei Saturn und Uranus zu instabil sind um dort Trojaner finden zu können.
Bleibt von den äußeren Planeten noch Neptun – und dort wurde im Jahr 2001 tatsächlich ein Trojaner gefunden und im Laufe der Zeit noch 5 weitere. Diese Neptun-Trojaner haben eine interessante dynamische Vergangenheit (und Zukunft!) – die letztes Jahr in einer Serie von Artikel erstmals detailliert untersucht wurde.
Die 5 Lagrangepunkte
Migrierende Planeten
Patryk Lykawka und Tadashi Mukai von der Universität in Kobe haben gemeinsam mit Jonathan Horner und Barrie Jones von der Open University in Milton Keynes die Dynamik der Trojaner genau unter die Lupe genommen. In einer ersten Arbeit mit dem Titel “Origin and Dynamical Evolution of Neptun Trojans – Formation and Planetary Migration” wollten sie herausfinden, wo die Trojaner des Neptun eigentlich herkommen.
Auch wenn man bisher nur sechs dieser Asteroiden kennt – es existieren auf jeden Fall noch viel mehr! Man geht davon aus, dass die Trojaner des Neptun (und auch die des Jupiter) mindestens so zahlreich sind wie die Asteroiden im Hauptgürtel zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter. Die Trojaner stellen also einen eigenen Asteroidengürtel innerhalb unseres Sonnensystems dar.
Es gibt nun zwei Möglichkeiten, wie die Neptun-Trojaner entstanden sein können. Einmal können die Asteroiden gleichzeitig mit dem Planeten entstanden sein. Als sich Neptun gebildet hat, haben sich sicherlich auch einige der Planetesimale in dessen Lagrangepunkte angesammelt. Diese ursprüngliche Population war also von Anfang an da. Aber in der Frühzeit des Sonnensystems ist Neptun ein wenig gewandert – so wie auch die anderen großen Planeten. Diese Migration habe ich in einem eigenen Artikel genauer erklärt. Neptun jedenfalls ist eigentlich viel näher an der Sonne entstanden und dann langsam nach außen gewandert. Bei dieser Wanderung hat er eine Scheibe aus Planetesimalen durchquert, die von der Planetenentstehung übrig geblieben sind und auch dort einige als Trojaner eingefangen.
Beide Szenarien sind möglich und wahrscheinlich haben auch beide Szenarien ihren Teil zur Entstehung der Neptun-Trojaner beigetragen. Aber wie groß war der jeweilige Einfluß wirklich? Genau das wollen Lykawka und seine Kollegen mit ihrer Arbeit beantworten.
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