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Astronomie : Der erste Trojaner des Planeten Neptun

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Auch am Himmel gibt es „Trojaner“. Als Kleinplaneten begleiten sie in zwei Gruppen den Jupiter in dessen Bahn um die Sonne.

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          Man kennt sie aus Homers Ilias: die Helden des Trojanischen Krieges - Achilles und Patroclus, Hektor, Nestor, Priamus und Agamemnon. Aber auch am Himmel sind sie verewigt. Als Kleinplaneten begleiten die "Trojaner" in zwei Gruppen den Jupiter in dessen Bahn um die Sonne. Seit langem sind die Astronomen überzeugt davon, daß alle großen Planeten des Sonnensystems solche Begleiter haben. Nun ist wenigstens der erste Trojaner des Neptuns aufgespürt worden.

          Die Trojaner sind ein mittlerweile klassisches Beispiel für die komplizierten dynamischen Verhältnisse im Kosmos. Will man die Bahnen von mehr als zwei Himmelskörpern in Bezug zueinander berechnen, findet man im allgemeinen keine geschlossene Lösung. Eine Ausnahme von dieser Regel fand 1772 der französische Astronom Joseph Louis Lagrange. Er bewies, daß es für ein drittes - kleines - Objekt fünf Positionen gibt, an denen dieses gegenüber zwei größeren Objekten gleichsam fixiert ist. Handelt es sich bei den beiden größeren Himmelskörpern um die Sonne und einen der Planeten, befinden sich zwei der fünf Lagrangeschen Punkte in dessen Bahn um unser Zentralgestirn, und zwar von diesem aus gesehen um 60 Grad nach vorne beziehungsweise nach hinten versetzt. Die Lagrangeschen Punkte bilden also jeweils zusammen mit der Sonne und dem Planeten gleichseitige Dreiecke.

          Im Jahr 1906 entdeckte der Heidelberger Astronom Max Wolf den ersten Kleinplaneten, der die Berechnungen Lagranges bestätigte - Achilles. Er läuft dem Jupiter um 60 Grad voraus. Nach und nach erkannten die Astronomen, daß diese Position geradezu bevölkert ist. Vor einigen Jahren waren in ihren Listen schon etwa 250 Kleinplaneten verzeichnet, die sich in diesem Bereich aufhalten, wobei sie allerdings kleine Schwingungen um den Lagrangeschen Punkt ausführen. An dem Lagrangeschen Punkt hinter dem Jupiter sind etwas weniger Kleinplaneten bekannt. Die beiden Gruppen werden als die Trojaner bezeichnet, wobei die Achilles-Gruppe dem Jupiter vorauseilt und die Patroclus-Gruppe dem Planeten folgt.

          Im Laufe der Zeit hat sich allerdings herausgestellt, daß die Lagrangeschen Punkte nicht ganz so sichere Zufluchtsorte für Kleinplaneten sind, wie die Berechnungen nahezulegen schienen. Im Sonnensystem gibt es eine Vielzahl von Störkräften, die das verhindern. Die Astronomen vermuten, daß es sich bei einigen der äußeren Monde des Jupiters um ehemalige Trojaner handelt. Sicher ist, daß manche der Kleinplaneten zwischen den beiden Lagrangeschen Punkten in der Bahn des Jupiters hin und her springen. Zu diesen "springenden Trojanern" gehört unter anderem der Asteroid Thersites.

          Der einzige Planet außer Jupiter, in dessen Bahn bislang Trojaner nachgewiesen wurden, ist der Mars. Ihm eilen fünf katalogisierte Begleiter voraus, und einer hinkt hinterher. Einen Namen hat bisher erst einer von ihnen erhalten: Eureka ("ich hab's"). Das soll Archimedes gerufen haben, als er die Lösung für eine damals noch knifflige Aufgabe fand. Der Philosoph hatte prüfen sollen, ob die Krone des Königs von Syrakus tatsächlich aus reinem Gold bestand oder ob ein minderwertiges Metall beigefügt war.

          So wie es prinzipiell in jedem System Sonne/Planet Trojaner geben kann, müßten solche Trabanten auch für die Monde existieren, die die Planeten umkreisen. Die Beobachtungen haben das bestätigt. Die Astronomen fanden Trojaner in den Bahnen von einigen der Trabanten des Saturns, und in abgeschwächtem Maße wurden sie auch im Erde/Mond-System fündig. Statt der Kleinplaneten sind es allerdings nur große Staubwolken, die die Erde zusammen mit dem Mond umkreisen. Das hat 1956 der polnische Astronom Kordylewski festgestellt.

          Der Trojaner des Planeten Neptun - 2001QR322 -, der erstmals am 21. August 2001 von Astronomen des Lowell Observatory mit dem 4-Meter-Blanco-Teleskop auf dem Cherro Tololo in Chile beobachtet wurde, schien sich zunächst von normalen Kleinplaneten nicht zu unterscheiden. Verdächtig war nur, daß er sich in der Ekliptik - der Ebene der Planetenbahnen um die Sonne - befand. Das war Grund genug, ihn weiter im Auge zu behalten. 16 Monate lang wurde das 230 Kilometer große Objekt mit verschiedenen Teleskopen verfolgt. Parallel dazu haben die Astronomen aus den Beobachtungsdaten seine Bahn berechnet, und dabei wurde sein Geheimnis gelüftet. Das Objekt eilt dem Neptun um 60 Grad voraus, wobei der Abstand nicht ganz konstant ist. Der Trojaner schwingt, wie die Begleiter des Jupiters, um den Lagrangeschen Punkt. Allerdings ist seine Bindung an den Planeten außerordentlich stabil. Er dürfte schon vor mindestens einer Milliarde Jahren vom Neptun eingefangen worden sein.

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