Bei einem der größten Transneptun-Objekte wurde ein Mond entdeckt

Die kombinierte Power von drei Weltraum-Observatorien, darunter das Hubble-Weltraumteleskop, hat den Astronomen geholfen, einen Mond beim großen Transneptun-Objekt 2007 OR10 zu entdecken. Der Zwergplaneten-Kandidat und sein Mond befinden sich in den kalten Außenbereichen unseres Sonnensystems, im sogenannten Kuiper-Gürtel, einer Zone aus eisigem Schutt, der von der Entstehung des Sonnensystems vor 4,6 Milliarden Jahren übrig geblieben ist.

Mit dieser Entdeckung haben die meisten Transneptun-Objekte (TNOs) die größer als 900 km sind einen Begleiter. Diese Objekte geben einen Einblick in die Art und Weise, wie Monde im jungen Sonnensystem entstanden sind.

„Die Entdeckung der Satelliten bei allen bekannten großen TNOs - mit Ausnahme von Sedna – bedeutet, dass zu jener Zeit, als sich diese Objekte vor Milliarden von Jahren bildeten, Kollisionen häufiger gewesen sein müssen, was eine Einschränkung für die Entstehungsmodelle bedeutet“, sagte Csaba Kiss vom Konkoly Observatorium in Budapest, Ungarn, und Hauptautor jenes Artikels, in dem die Entdeckung des Mondes publiziert wurde. „Wenn es häufig Kollisionen gab, war die Entstehung von Satelliten relativ einfach.

Die Objekte kollidierten meistens häufiger miteinander, weil die Region gedrängt voll war. „Es muss eine ziemlich hohe Dichte von Objekten gewesen sein, von denen einige sehr massiv waren und die Umlaufbahnen kleinerer Objekte störten“, sagte Teammitglied John Stansberry vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland. „Dieses gravitative Umrühren kann die Objekte aus ihren Umlaufbahn geworfen und ihre relativen Geschwindigkeiten erhöht haben, was zu Kollisionen führte.

Aber die Geschwindigkeit der kollidierenden Objekte hätte nicht zu schnell oder zu langsam sein dürfen, meinten die Astronomen. Wenn die Aufprallgeschwindigkeit zu schnell gewesen wäre, hätte der Zusammenstoß viel Schutt verursacht, der aber dem System entkommen wäre; eine zu langsame Kollision hätte nur einen Einschlagskrater verursacht.

Kollisionen im Asteroidengürtel sind deswegen so zerstörerisch, weil die Objekte in dieser Zone eine hohe Reise-Geschwindigkeit haben, so dass sie, wenn sie mit einem Objekt zusammenstoßen, alles kurz und klein schlagen. Der Asteroidengürtel ist eine Region zwischen Mars und Jupiter die voll von Gesteinstrümmern ist und Jupiters starke Gravitation beschleunigt die Umlaufbahnen von Asteroiden und erzeugt so heftige Zusammenstöße.

Das Team fand den Mond auf Archivbildern vom TNO 2007 OR10, die von Hubbles Wide Field Camera 3 aufgenommen wurden. Drei Beobachtungen mit dem Kepler-Weltraumteleskop brachte den Astronomen dann Gewissheit, dass ein Mond diesen TNO umkreist. Mit Kepler wurde festgestellt, dass 2007 OR10 eine langsame Rotationsperiode von rund 45 Stunden hat. „Typische Rotationsperioden von TNOs sind unter 24 Stunden“, sagte Kiss. „Wir schauten in das Hubble Archiv, weil langsamere Rotationsperioden durch die gravitative Wechselwirkung mit einem Mond verursacht werden können. Der damalige Ermittler entdeckte den Mond nicht auf den Hubble-Bildern, weil er sehr lichtschwach ist.“

Die Astronomen entdeckten den Mond auf zwei separaten Hubble-Bildern, die im Abstand von einem Jahr gemacht worden sind. Die Bilder zeigen, dass der Mond gravitativ an 2007 OR10 gebunden ist, weil er sich mit dem TNO bewegt, wie dies vor dem Hintergrund der Sterne zu erkennen ist. Diese beiden Beobachtungen lieferten jedoch nicht genügend Informationen für die Astronomen, um eine Umlaufbahn zu bestimmen.

„Ironischerweise ist, weil wir die Umlaufbahn nicht kennen, die Verbindung zwischen dem Satelliten und der langsamen Rotationsperiode unklar“, sagte Stansberry.

Die Astronomen berechneten die Durchmesser beider Objekte auf der Grundlage von Beobachtungen mit dem Herschel-Weltraumteleskop im fernen Infrarot, das die thermische Emission dieser fernen Welt maß. Der TNO ist etwa 1500 km groß und der Mond hat eine geschätzte Größe von 240 km bis 400 km. 2007 OR10 hat wie Pluto eine exzentrische Umlaufbahn, ist aber derzeit dreimal weiter von der Sonne entfernt dieser.

2007 OR10 ist noch kein wirkliches Mitglied des exklusiven Clubs von Zwergplaneten, könnte aber bald dazu gehören, weil nur Pluto und Eris größer sind als 2007 OR10. Entdeckt wurde er 2007 von den Astronomen Meg Schwamb, Mike Brown und David Rabinowitz mit dem Samuel Oschin Teleskop am Palomar Observatorium in Kalifornien im Rahmen einer Suche nach entfernten Objekten im Sonnensystem.

Die Ergebnisse des Teams erschienen in „The Astrophysical Journal Letters“.


20. Mai 2017/SP
Verein Kuffner-Sternwarte