Astronomie Federleichter Trojaner

Während die Raumsonde New Horizons unterwegs zum sonnenfernen Pluto ist und anschließend noch ein oder zwei Objekte des Kuiper-Gürtels jenseits der Bahn des Neptuns anfliegen soll, hat eine amerikanisch-französische Gruppe von Astronomen in wesentlich geringerem Sonnenabstand einen Himmelskörper aufgespürt, der möglicherweise in der gleichen Gegend entstand. Der bislang als Kleinplanet aus der Gruppe der sogenannten Trojaner katalogisierte Patroclus umrundet die Sonne in derselben Bahn wie der Jupiter, zieht aber in einem Winkelabstand von etwa sechzig Grad hinter diesem her.

Dort und in einer zweiten Region sechzig Grad vor dem Jupiter, so hatte der aus Turin stammende Mathematiker und Astronom Joseph-Louis Lagrange bereits im achtzehnten Jahrhundert gezeigt, sind die Positionen kleiner Objekte gleichzeitig gegenüber dem Jupiter und der Sonne, zwei Himmelskörpern mit vergleichsweise großen Massen, fixiert. Nach einer Konvention aus dem frühen zwanzigsten Jahrhundert werden die dem Jupiter vorauseilenden Objekte nach griechischen Kämpfern aus dem von Homer überlieferten Krieg um Troja benannt, die nachfolgenden dagegen nach trojanischen Verteidigern. Patroclus war am 17. Oktober 1906 von dem Heidelberger Astronomen August Kopff als zweiter Trojaner entdeckt worden, nachdem Max Wolf am 22. Februar des gleichen Jahres, ebenfalls in Heidelberg, den Achilles gefunden hatte. Dieser eilt dem Jupiter um etwa sechzig Grad voraus.

Extrem porös aus gefrorenem Wasser

Wie die Astronomen aus Berkeley und Paris in der heutigen Ausgabe der Zeitschrift „Nature“ berichten, konnten sie die mittlere Dichte von Patroclus aus der Umlaufbahn eines 2001 entdeckten Mondes dieses Trojaners berechnen. Dazu stützten sie sich auf Daten, die sie mit einem der beiden Zehn-Meter-Keck-Teleskope auf dem erloschenen Vulkan Mauna Kea in Hawaii gewonnen hatten. Zwischen November 2004 und Juli 2005 gelangen ihnen fünf Aufnahmen im Infrarotbereich, deren Qualität dank der adaptiven Optik des Fernrohrs über die große Beobachtungsdistanz ausreichen würde, zwei nur etwa 250 Kilometer voneinander entfernte Lichtpunkte getrennt wahrzunehmen.

Anhand der Beobachtungsdaten konnten sie ermitteln, daß sich der rund 120 Kilometer große Patroclus und sein etwa zehn Kilometer kleinerer Mond Menoetius alle 4,3 Tage in einem Abstand von 620 Kilometern einmal umrunden. Daraus leiteten sie die Masse von Patroclus und seine mittlere Dichte her, die den Daten zufolge nur 0,8 Gramm pro Kubikzentimeter beträgt. Gewöhnliche Asteroiden, die hauptsächlich aus Gestein bestehen, zeichnen sich durch wesentlich größere Dichten aus. Deshalb ordnen die Forscher den Patroclus, der entweder extrem porös ist oder hauptsächlich aus gefrorenem Wasser besteht, eher den kometenähnlichen Objekten aus den ferneren Regionen des Sonnensystems zu.

Aus dem Sonnensystem herauskatapultiert

Sollte sich diese Zuordnung bestätigen, stützte das eine erst vor wenigen Monaten von Alessandro Morbidelli vom Observatoire de la Cote d'Azur in Nizza vorgestellte Hypothese, nach der zumindest einige Trojaner in Wirklichkeit verkappte Kometen sind und ursprünglich aus der gleichen Gegend stammen wie die Mitglieder des Kuiper-Gürtels. Morbidelli und seine Mitarbeiter hatten bei Simulationen zur Entwicklung der Planetenbahnen im frühen Sonnensystem herausgefunden, daß Jupiter und Saturn etwa 650 Millionen Jahre nach der Entstehung der Sonne begonnen haben dürften, die Bahnen der weiter außen übriggebliebenen Eisbrocken kräftig durcheinanderzuwirbeln.

Der größte Teil dieser Eisbrocken wurde damals den Simulationen zufolge in den Bereich des heutigen Kuiper-Gürtels gedrängt oder aus dem Sonnensystem herauskatapultiert. Ein kleiner Teil dagegen könnte auch in die stabilen, von Lagrange berechneten Positionen in der Bahn des Jupiters - und in geringerem Maße auch in vergleichbare Positionen in der Bahn des Saturns - gelangt sein. Ob das für alle Trojaner gilt oder ob zumindest ein Teil von ihnen auch aus dem Asteroidengürtel zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter stammt, müssen Untersuchungen an weiteren Mitgliedern der Gruppe zeigen. Bislang ist allerdings kein weiterer Doppel-Trojaner bekannt.