Neptun auf Zehenspitzen

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Ein Falschfarbenbild von Neptun, aufgenommen von der Raumsonde Voyager. Neue Modelle schränken zum ersten Mal die Umlaufparameter von Neptun in den frühen Tagen des Sonnensystems ein. NASA

Die Bildung und Entwicklung des Sonnensystems, lange Zeit ein Forschungsschwerpunkt für Philosophen und Wissenschaftler, wird heute oft als Fallstudie für die Bildung und Entwicklung von Planetensystemen um andere Sterne verwendet. Eine Sonde zur frühen Geschichte des Sonnensystems ist das heutige Aussehen des Kuiper-Gürtels, eine scheibenförmige Region eisiger Objekte jenseits der Umlaufbahn des Neptun; der Gürtel erstreckt sich in einer Entfernung von ungefähr 30 bis 50 Astronomischen Einheiten (AE) von der Sonne. Pluto und Eris sind die am besten bekannten Kuiper-Gürtel-Objekte (Kuiper Belt Objects = KBOs) und man vermutet, daß es dort draußen mehr als 100.000 Körper gibt, die größer als 100 km im Durchmesser sind.

Die räumliche Verteilung der KBOs stellt eine Art Karte bereit, wie die Bahnentwicklung der Riesenplaneten in unserem Sonnensystem diese Scheibe kleiner Körper formte. Im Speziellen ist es möglich, mit Hilfe der KBOs einzuschränken, wie sich die Umlaufbahnen der Riesenplaneten – besonders Neptun – im frühen Sonnensystem entwickelten. Es gibt zur Zeit zwei grundlegende Modelle, die einigen Erfolg bei der Wiedergabe von Umlaufbahnen der KBOs erzielen, aber sie sind nicht in der Lage, die Beobachtungen einer von zwei grundlegenden Beziehungen wiederzugeben: entweder können sie die Kreisform der Umlaufbahnen nicht erklären oder die Tatsache, daß eine Untergruppe der KBOs in der Ebene des Sonnensystems liegt, während eine zweite Untergruppe Umlaufbahnen aufweist, die stärker gegen die Ebene geneigt sind.

Die Astronomen Rebekah Dawson und Ruth Murray-Clay vom CfA sowie Schuyler Wolff von der John Hopkins University haben neue Berechnungsverfahren und Computerprogramme entwickelt, um diese und weitere Einschränkungen der gegenwärtigen Modelle anzugehen. In der ersten von drei Arbeiten zu diesem Thema legen sie dar, daß sie wirksame Beschränkungen zur Geschichte von Neptuns Umlaufbahn aufstellen können. Sie folgern zum Beispiel, daß, falls Neptun schnell auf seine heutige Entfernung von 30 AE zur Sonne wanderte, dann seine Umlaufbahn ursprünglich einigermaßen kreisförmig gewesen sein muß. Insbesondere würde sich seine Entfernung von der Sonne während eines seiner Umläufe um weniger als 30 % geändert haben; zum Vergleich: der Wert für Pluto liegt heute bei etwa 65%. Die neuen Ergebnisse sind ein wichtiger Fortschritt in unserem Verständnis nicht nur zu der Frage, wie sich das Sonnensystem bildete, sondern auch, wie sich Planeten um andere Sterne herum bilden könnten.

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