Asteroiden, die ihre Umlaufbahn mit dem Planeten Neptun teilen, wurden in einem breiten Spektrum an rötlichen Farben beobachtet. Das spricht laut einer neuen Studie eines internationalen Forschungsteams für die Existenz zweier Asteroidenpopulationen in der Region. Die Studie wurde im Journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters veröffentlicht.
Das Team mit Mitgliedern aus Kalifornien, Frankreich, den Niederlanden, Chile und Hawaii beobachtete 18 Asteroiden, die ihre Umlaufbahn mit Neptun teilen – sogenannte Neptun-Trojaner. Sie sind zwischen 50 und 100 Kilometer groß und befinden sich in einer Entfernung von etwa 4,5 Milliarden Kilometern von der Sonne. So weit entfernt kreisende Asteroiden sind schwach und daher für Astronomen schwer zu untersuchen. Vor der neuen Studie wurde nur rund ein Dutzend Neptun-Trojaner untersucht, was die Verwendung einiger der weltweit größten Teleskope erforderte.
Die neuen Daten wurden im Verlauf von zwei Jahren mit der WASP-Weitfeldkamera am Palomar Observatory Telescope in Kalifornien, den GMOS-Kameras an den Gemini North und Gemini South Teleskopen in Hawaii und Chile und der LRIS-Kamera am Keck Telescope in Hawaii gesammelt.
Von den 18 beobachteten Neptun-Trojanern waren manche viel rötlicher als die meisten Asteroiden und anderen Asteroiden in dieser Gruppe aus früheren Studien. Man vermutet, dass rötlichere Asteroiden viel weiter von der Sonne entfernt entstanden: Ein Population solcher Objekte wird als Cold Classical trans-Neptunian Objects bezeichnet und liegt jenseits der Umlaufbahn Plutos, rund sechs Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt. Die neu beobachteten Neptun-Trojaner sind wahrscheinlich auch keine Asteroiden in der Umlaufbahn Jupiters, die typischerweise eine neutralere Farbe besitzen.
Die rötliche Farbe der Asteroiden deutet darauf hin, dass sie einen höheren Anteil flüchtiger Eistypen wie Ammoniak und Methanol enthalten. Diese sind extrem empfindlich gegenüber Hitze und können sich schnell in Gas umwandeln, wenn die Temperatur steigt. Daher sind sie stabiler in größeren Distanzen zur Sonne.
Die Position der Asteroiden in derselben Orbitaldistanz wie Neptun lässt auch darauf schließen, dass sie stabil in Zeitskalen sind, die vergleichbar mit dem Alter des Sonnensystems sind. Sie agieren als Zeitkapseln und zeichnen die Anfangsbedingungen des Sonnensystems auf.
Die Präsenz von rötlicheren Asteroiden unter den Neptun-Trojanern deutet auf die Existenz einer Übergangszone zwischen neutraler gefärbten und rötlicheren Objekten hin. Die rötlicheren Neptun-Asteroiden könnten jenseits dieser Übergangsgrenze entstanden sein, bevor sie in der Umlaufbahn Neptuns gefangen wurden. Die Neptun-Trojaner wären in dieselbe Umlaufbahn wie der Planet Neptun gezwungen worden, als der Eisriese vom inneren Sonnensystem an seine jetzige Position migrierte, etwa 4,5 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt.
Der Hauptautor Dr. Bryce Bolin vom Goddard Space Flight Center der NASA sagte: „In unserer neuen Studie haben wir die Stichprobe der mit großen Teleskopen untersuchten Neptun-Trojaner mehr als verdoppelt. Es ist spannend, den ersten Beleg für rötlichere Asteroiden in dieser Gruppe zu finden.“
„Weil wir eine größere Stichprobe von Neptun-Trojanern mit gemessenen Farben haben, können wir jetzt beginnen, große Unterschiede zwischen Asteroidengruppen zu sehen. Unsere Beobachtungen zeigen auch, dass die Neptun-Trojaner verglichen mit noch weiter von der Sonne entfernten Asteroidengruppen eine andere Farbe besitzen. Eine mögliche Erklärung könnte sein, dass die Erodierung der Asteroidenoberflächen durch die Sonnenwärme in unterschiedlichen Distanzen andere Effekte haben könnte“, sagte Bolin.
(THK)
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