Rotierendes „Sanduhr“-Objekt könnte eines von vielen im Kuipergürtel sein

Das bizarre, sanduhrförmige Kuipergürtel-Objekt 2001QG298 rotiert einem Astronomen der Queens University in Belfast zufolge wie ein Propeller, während es die Sonne umkreist. Die Entdeckung, dass das rotierende Objekt um fast 90 Grad gegen die Ekliptik geneigt ist, ist überraschend und deutet darauf hin, dass diese Art von Objekt im Kuipergürtel sehr häufig sein könnte. Der Fund wurde von Dr. Pedro Lacerda am 3. Oktober 2011 auf dem Joint Meeting des European Planetary Science Congress und der Division for Planetary Sciences in Nantes (Frankreich) präsentiert.

Die Kuipergürtel-Objekte (Kuiper Belt Objects, KBOs) umkreisen die Sonne hinter dem Neptun und sind die am besten erhaltenen Überreste aus der Entstehungszeit der Planeten. 2001QG298 ist ein bemerkenswertes KBO und besteht aus zwei Komponenten, die sich gegenseitig sehr eng umkreisen, wobei sie sich möglicherweise berühren.

„Man stelle sich vor, dass man zwei Eier an ihren Spitzen zusammenklebt – das ist annähernd die Form von 2001QG298. Es sieht ein bisschen wie eine Sanduhr aus“, sagt Lacerda.

Die seltsame Form von 2001QG298 wurde im Jahr 2004 von Dr. Scott Sheppard und Professor David Jewitt entdeckt. Sie bemerkten, dass die scheinbare Helligkeit von 2001QG298 sich ungefähr alle sieben Stunden verdreifacht.

„Das Objekt ist so weit entfernt, dass wir seine Form nicht auflösen können. Aber diese Helligkeitsveränderung, Lichtkurve genannt, offenbart die eigenartige Gestalt von 2001QG298, während es rotiert. Das Objekt erscheint zeitweise lichtschwach, weil eine Komponente hinter der anderen versteckt ist und daher weniger Fläche das Sonnenlicht reflektiert. Wenn die versteckte Komponente zurück in unser Blickfeld rotiert, können wir die vollständige Sanduhr-Form sehen. Die reflektierende Fläche wird größer und das ganze Ding scheint heller“, erklärt Lacerda.

Lacerdas neue Studie zeigt allerdings, dass die Rotationsachse von 2001QG298 fast senkrecht auf der Ebene seiner Umlaufbahn um die Sonne steht. Lacerda maß Ende 2010 erneut die Lichtkurve des Objekts und erkannte, dass sie sich im Vergleich zu Sheppards und Jewitts Beobachtungen verändert hatte. Die Helligkeitsveränderung ist sichtbar flacher geworden.

„Es war aus den ursprünglichen Beobachtungen unmöglich zu sagen, ob die Rotationsachse und die Orbitalebene von 2001QG209 gleich ausgerichtet waren oder senkrecht aufeinander standen – ob das Objekt horizontal rotiert wie die Blätter eines Hubschraubers oder vertikal wie der Propeller eines Flugzeugs. Die Veränderungen in der Lichtkurve zeigen, dass es annähernd vertikal rotieren muss. Während 2001QG298 sich auf seiner Umlaufbahn um die Sonne bewegt, öffnet sich unsere geometrische Perspektive des „Propellers“ von der Kantenstellung, bis wir die rotierenden „Blätter“ frontal sehen. Das bedeutet, dass zu jeder Zeit mehr reflektierende Oberfläche sichtbar wird, deswegen verschwindet die Helligkeitsveränderung des Objekts langsam“, sagt Lacerda.

Das Video zeigt eine gerenderte Animation von 2001QG298 und einen direkten Vergleich zwischen seiner Rotation und seiner Lichtkurve

Die wichtigste Schlussfolgerung dieser Entdeckung ist, dass sie darauf hinweist, dass dieser Typ von doppeltem KBO sehr häufig vorkommen könnte. Als Sheppard und Jewitt 2001QG298 im Jahr 2004 in einer Ansammlung von 34 KBOs fanden, erkannten sie, dass sie Glück hatten, seine binäre Natur zu beobachten – wenn es zur Zeit der Beobachtungen nicht in Kantenstellung gelegen hätte, hätten sie nicht die extreme Helligkeitsveränderung in der Lichtkurve gesehen. Sie schätzten, dass ungefähr zehn Prozent aller KBOs sich berührende Doppelobjekte sind und nahmen an, dass ihre Neigung gegenüber den Umlaufbahnen zufällig ist.

Lacerda glaubt jedoch, dass die Neigung von sich berührenden Doppelobjekten nicht zufällig ist und dass Objekte, die mit 2001QG298 vergleichbar sind, noch häufiger sein könnten.

„Es war eine Überraschung herauszufinden, dass 2001QG298 um 90 Grad geneigt ist, aber das ist nicht das erste Mal, dass wir das bei einem Doppelobjekt sehen“, ergänzt er. „Es gibt ein anderes bekanntes Doppelobjekt, einen großen trojanischen Asteroiden namens 624 Hektor. Das Objekt ist ebenfalls um fast 90 Grad geneigt.“

„Wenn sich berührende Doppelobjekte dazu tendieren, hochgradig geneigt zu sein, dann ist die Wahrscheinlichkeit, ihre charakteristische, veränderliche Lichtkurve zu beobachten, sogar noch kleiner – nur zweimal pro Umrundung. Die Identifizierung eines solchen Objekts in einer kleinen Ansammlung spricht dafür, dass Kontakt-Doppelobjekte häufiger vorkommen als Sheppard und Jewitt anfangs dachten. Lacerda schätzt, dass 25 Prozent der KBOs Kontakt-Doppelobjekte sind.

Wenn Kontakt-Doppelobjekte dazu tendieren, sehr geneigt zu sein, könnte dies uns möglicherweise etwas darüber sagen, wie diese Objekte entstanden sind“, schlussfolgert Lacerda.

Quelle: http://www.europlanet-eu.org/outreach/index.php?option=com_content&task=view&id=350&Itemid=41

(THK)