Wenig kleine Objekte im Kuipergürtel

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Bildquelle: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/K. Singer

Im Kuipergürtel jenseits der Neptunbahn gibt es deutlich weniger kleine Himmelskörper als bislang vermutet. Das zeigen Zählungen der Einschlagkrater auf Pluto und seinem Mond Charon durch amerikanische Forscher. Unterhalb einer Größe von 13 Kilometern nehme die Zahl der Krater stark ab, was auf eine geringe Anzahl von Objekten im Kuipergürtel hindeute, die kleiner als zwei Kilometer sind, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Science“. Sie sehen darin einen Beleg für die Ursprünglichkeit der Himmelskörper im Kuipergürtel: Diese seien nur wenig miteinander kollidiert und seit der Entstehung des Sonnensystems nahezu unverändert geblieben.

Der Kuipergürtel erstreckt sich von der Neptunbahn weit über die Bahn Plutos ins All hinaus. Die Himmelsforscher sehen in dieser Region ein Überbleibsel aus der Entstehungszeit des Sonnensystems. Über 1000 Kuipergürtel-Objekte sind inzwischen bekannt, insgesamt werden in der Region über 100.000 Himmelskörper größer als 100 Kilometer vermutet. „Objekte kleiner als 100 Kilometer sind von der Erde aus mit Teleskopen allerdings kaum zu beobachten, nur wenige konnten bislang zweifelsfrei identifiziert werden“, erklären Kelsi Singer vom Southwest Research Institute in Boulder in den USA und ihre Kollegen. Deshalb müsse man bislang zu kleineren Größen hin auf Basis plausibler Szenarios extrapolieren.

Hauptsächlich findet dabei das Szenario des „Kollisions-Gleichgewichts“ Verwendung. Einerseits, so die Idee, entstehen durch Zusammenstöße immer wieder kleinere Bruchstücke. Andererseits bilden sich durch Verschmelzungen kleinerer Körper immer wieder größere. So stelle sich schließlich eine Gleichgewichtsverteilung ein. Tatsächlich sagt dieses Szenario sehr gut die Größenverteilung von Himmelskörpern im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter voraus. Für den Kuipergürtel jedoch nicht, wie die Analyse von Singer und ihren Kollegen jetzt zeigt.

Das Team hat für seine Untersuchung die hochaufgelösten Bilder der Oberflächen von Pluto und seinem Mond Charon verwendet, die im Juli 2015 von der Raumsonde New Horizons zur Erde gefunkt worden waren. Seit der Entstehung des Sonnensystems sind immer wieder Objekte des Kuipergürtels auf Pluto und Charon herabgestürzt und haben dort Einschlagkrater hinterlassen. Aus der Verteilung der Größen dieser Krater lasse sich also, so die Forscher, auf die Verteilung der Größen der Objekte im Kuipergürtel schließen. Zwar sind auch die Oberflächen von Pluto und Charon Veränderungen durch geologische Prozesse und durch Erosion unterworfen. Doch den Forschern gelang es, Regionen zu identifizieren, die über vier Milliarden Jahre alt sind und so eine Art Archiv der Einschläge über die gesamte Geschichte des Sonnensystems hinweg darstellen.

Das Ergebnis der Analyse: Es gibt im Kuipergürtel offenbar deutlich weniger Objekte kleiner als zwei Kilometer als es das Kollisions-Gleichgewicht vorhersagt. Demnach wären die Himmelskörper im Kuipergürtel weit weniger durch Kollisionen und Verschmelzungen verändert als etwa die Asteroiden im inneren Sonnensystem. Aus der Untersuchung der Kuipergürtel-Objekte – einschließlich aus dem Kuipergürtel stammender Kometen wie beispielsweise Churyumov–Gerasimenko („Tschuri“) – können die Astrophysiker also tatsächlich wie erhofft etwas über die Frühgeschichte des Sonnensystems lernen.

Quelle: dx.doi.org/10.1126/science.aap8628

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