Transneptunisches Objekt
Als transneptunisches Objekt (TNO) oder auch seltener Transneptun bezeichnet man alle Himmelskörper des Sonnensystems, deren mittlere Umlaufbahn (große Halbachse) jenseits der Bahn des äußersten Gasplaneten Neptun liegt.[1]
Im Kuipergürtel befindliche Objekte sind eine Teilmenge der TNO und werden auch als Kuipergürtelobjekte (KBO, von englisch Kuiper belt object) bezeichnet. Heute kennt man circa 3300 TNO, vermutet aber allein einige zehntausend Objekte, deren Durchmesser 100 km überschreitet.
Geschichte Bearbeiten
Von etwa 1900 bis 1930 stand das Wort Transneptun für einen hypothetischen neunten Planeten, der (irrtümlich) für kleine Bahnstörungen der Planeten Uranus und Neptun verantwortlich gemacht wurde. Der Marsforscher Percival Lowell hatte lange selbst nach ihm gesucht und dafür das Lowell-Observatorium bei Flagstaff finanziert.
Pluto wurde am 18. Februar 1930 entdeckt und ist das einzige transneptunische Objekt, das für eine gewisse Zeit als Planet galt. Pluto wurde jedoch 2006 auf den Rang eines Zwergplaneten herabgestuft. Ab etwa 1950 suchte man nach einem Transpluto, jedoch wählte man 1977, nach der Entdeckung des ersten Zentauren Chiron, eine andere Terminologie.
Viele transneptunische Objekte sind nicht sehr groß, dunkel und schwer zu erkennen. Die Erforschung der transneptunischen Objekte befindet sich noch in ihren Anfängen. Jedes Jahr werden viele Objekte neu entdeckt. Neue und größere Teleskope und computergestützte Bildauswertung ermöglichen neue Erkenntnisse über diese Objekte in schneller Folge. Die Raumsonde New Horizons konnte Pluto und den Kuipergürtel genauer untersuchen und brachte damit neue Erkenntnisse über diesen Bereich des Sonnensystems.
Eigenschaften Bearbeiten
Die bisher entdeckten transneptunischen Objekte sind in ihrer Zusammensetzung kometenähnlich. Viele bekannte Kometen stammen nach Bahn-Messungen seit den 1970er Jahren eher aus dem Kuipergürtel als, wie lange Zeit vermutet, aus der Oortschen Wolke.
Die Transneptune werden als spezielle Gruppe der Asteroiden angesehen und unterscheiden sich von jenen im Hauptgürtel vor allem durch
- ihre sonnenferneren und oft sehr langgestreckten Umlaufbahnen
- ihre oft kohlenartige dunkle Farbe (Albedo nur etwa 0,04 – 0,2)
- ihre Zusammensetzung aus Lockergestein und Eis, die gleichzeitig den Übergang zu Kometenkernen darstellt.
Objekttypen Bearbeiten
Die Transneptune umlaufen die Sonne größtenteils im Kuipergürtel zwischen 30 und 55 AE und gliedern sich in verschiedene Gruppen anhand ihrer Umlaufbahnen. Weiterhin wird zwischen „kalten“ und „heißen“ Objekten unterschieden. In diesem Zusammenhang sind kalte Objekte solche, die wenig Anzeichen von Bahnstörungen zeigen und heiße Objekte sind solche, die durch Einflüsse anderer Himmelskörper deutlich von einer Kreisbahn in der Ekliptik abweichen und hohe Exzentrizität oder hohe Inklination aufweisen.
Resonante KBO Bearbeiten
Ein Drittel aller Kuipergürtel-Objekte steht in verschiedenen Bahnresonanzen zum Planeten Neptun. Ihre Umlaufzeiten stehen also in einem einfachen Zahlenverhältnis zu der des Neptun von 164,79 Jahren. Gemäß dem dritten Keplerschen Gesetz haben Objekte mit gleicher Bahnresonanz auch ähnlich große Halbachsen. Die übrigen Bahnelemente wie deren Form (Exzentrizität) und deren Lage (Inklination, Länge des aufsteigenden Knotens und Argument der Periapsis) sind jedoch sehr verschieden. Häufige Resonanzen sind:
| Resonanz[2] | Umlaufzeit1 (Jahre) |
große Halbachse1(AE) | Bezeichnung | Beispiele |
|---|---|---|---|---|
| 2:3 | 247 | 39,4 | Plutino | Pluto, Ixion, Huya, 2003 VS2, Orcus, 2003 AZ84 |
| 3:5 | 275 | 42,3 | 1994 JS, 2001 YH140, 2003 US292 | |
| 4:7 | 288 | 43,6 | 1999 HT11, 2000 OY51, 2001 KP77, 2002 PA149, 1999 CD158 | |
| 1:2 | 330 | 47,7 | Twotino | 1996 TR66, 1998 SM165, 2002 WC19, 2000 JG81, 1999 RB216 |
| 2:5 | 412 | 55,4 | 1998 WA31, 2002 TC302, 2001 KC77, 2002 GG32, 2003 UY117 | |
| 1:3 | 494 | 62,5 | 2003 LG7, 2005 EO297 |
Die Plutinos sind nach ihrem als erstem entdeckten Mitglied Pluto benannt. Twotinos sind eine Abwandlung dieses Begriffes entsprechend dem Zahlenverhältnis 2:1.
Klassische KBO (Cubewanos) Bearbeiten
Eine weitere Kategorie bilden die Cubewanos (oder „klassische KBO“, CKBO). Cubewanos weisen keine Bahnresonanz mit den äußeren Planeten auf. Die Gruppe ist benannt nach dem ersten entdeckten Objekt dieser Gruppe Albion (vormals „1992 QB1“). Die Objekte bewegen sich mit kleinen Exzentrizitäten auf nahezu kreisförmigen Bahnen zwischen 42 und 50 AE mit Bahnneigungen von bis zu 30°. Etwa 2/3 der bekannten KBO bewegen sich auf einer solchen kreisähnlichen Bahn um die Sonne. Zu dieser Gruppe gehören die 1000-km-Objekte Quaoar und Varuna.
Gestreute KBO Bearbeiten
Gestreute KBO (oder Scattered Disk Objects, SDO) bewegen sich mit großen Exzentrizitäten auf Bahnen mit Periheldistanzen nahe 35 AE und Apheldistanzen bis einige hundert AE. Bis jetzt sind circa 500 dieser gestreuten KBO bekannt (zum Beispiel (15874) 1996 TL66 mit einer stark elliptischen Bahn und einer Bahnneigung von 24°), wohl erst ein winziger Bruchteil der tatsächlich existierenden.
Detached Objects Bearbeiten
Die Bahnen einiger transneptunischer Objekte können nicht allein mittels Streuung durch Neptun erklärt werden. Diese „freistehenden Objekte“ (englisch „Detached Objects“ (DO) oder „Distant Detached Objects“ (DDO)) haben Periheldistanzen von mehr als 40 AE, was nicht durch Neptuns Gravitation verursacht sein kann. Die Erklärungsansätze beinhalten eine Störung von außerhalb des Kuipergürtels, z. B. durch einen vorbeifliegenden Stern[3] oder einen außerhalb des Gürtels befindlichen Planeten.[4] Gegenwärtig sind etwa 60 bekannt.
Sednoiden Bearbeiten
Ende 2003 wurde mit Sedna ein Objekt in seinerzeit dreifacher Pluto-Entfernung entdeckt, das sich auf einer äußerst langgezogenen Ellipse weit außerhalb des Kuipergürtels, aber noch nicht in der Oortschen Wolke bewegt und einen neuen Prototyp darstellt. Es ist rund 995 km groß und wurde nach der zentralen Meeresgöttin der Inuit Sedna benannt. Man fand 2012 VP113 und einige weitere Objekte mit ähnlichen Bahnelementen. Die Ausrichtung ihrer Apsidenlinien und ihre ähnliche Inklination führten Konstantin Batygin und Michael E. Brown zu dem Schluss, ein noch nicht entdeckter „Planet Neun“ erzwinge die gleichförmige Ausrichtung der Umlaufbahnen dieser DDO.[5]
| Objekt | große Halbachse a (AE) |
Exzentrizität e |
Perihel q (AE) |
Aphel Q (AE) |
Inklination i (°) |
Argument der Periapsis (°) |
Länge des aufst. Knotens Ω (°) |
Umlaufzeit T (Jahre) |
Absolute Helligkeit H (mag) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sedna | 541,6 | 0,859 | 76,37 | 1006,9 | 11,93 | 310,84 | 144,30 | 12.600 | 1,52 |
| 2012 VP113 | 273,9 | 0,7059 | 80,54 | 467.2 | 24,02 | 294,07 | 90,85 | 4.530 | 4,09 |
| Leleākūhonua | 1389 | 0,9532 | 65,07 | 2713 | 11,67 | 117,58 | 301,00 | 51.800 | 5,57 |
| 2013 SY99 | 884,5 | 0,9434 | 50,04 | 1719,00 | 4,21 | 31,78 | 29,53 | 26.300 | 6,84 |
| 2019 EE6 | 165,5 | 0,5488 | 74,67 | 256,28 | 162,95 | 44,76 | 201,04 | 2.130 | 6,41 |
| 2021 RR205 | 1185 | 0,9530 | 55,655 | 2314,82 | 7,64 | 208,99 | 108,37 | 40.800 | 6,74 |
Bekannte Objekte Bearbeiten
Die hellsten bekannten TNO (mit absoluter Helligkeit ≤ 4,0):
| Name | Eigenname |
| MV | Absolute Helligkeit |
| A | Albedo |
| D | Äquatordurchmesser (in km) |
| a | Große Halbachse (in AU) |
| e | Numerische Exzentrizität |
| i | Bahnneigung (in Grad) |
| T | Umlaufdauer (in Erdjahren) |
| Gr | Gruppe
|
| EJ | Jahr der Entdeckung |
| Name | MV | A | D | a | e | i | T | Gr | EJ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pluto | −1,0 | 0,49 – 0,66 | 2370 | 39,48 | 0,249 | 17,2 | 247,94 | PLU | 1930 |
| Eris | −1,1 | 0,85 ± 0,07 | 2326 | 67,73 | 0,441 | 44,1 | 556,41 | SDO | 2005 |
| Makemake | −0,3 | 0,77 ± 0,03 | 1502 ± 45äqu × 1430 ± 9pol | 45,75 | 0,155 | 29,0 | 309,41 | KBO | 2005 |
| Haumea | 0,2 | 0,8 ± 0,07 | 1920 × 1540 × 990 | 43,27 | 0,190 | 28,2 | 284,61 | KBO | 2005 |
| Sedna | 1,5 | 0,32 ± 0,06 | 995 ± 80 | 515 | 0,852 | 11,9 | 11.929 | ANO | 2003 |
| Gonggong | 1,8 | 0,089 +0,031−0,009[7] | 1535 +75-225[7] | 67,06 | 0,506 | 30,9 | 549,16 | SDO | 2007 |
| Orcus | 2,2 | 0,23 | 917 ± 25 | 39,47 | 0,218 | 20,6 | 247,97 | PLU | 2004 |
| Quaoar | 2,4 | 0,10 ± 0,03 | 1100 ± 5 | 43,32 | 0,035 | 8,0 | 285,09 | CKBO | 2002 |
| Varda | 3,3 | 0,102 ± 0,024 | 705 ± 75 | 45,74 | 0,140 | 21,5 | 309,41 | KBO | 2003 |
| 2002 TX300 | 3,4 | 0,88 +0,015−0,008 | 286 ± 10 | 43,16 | 0,121 | 25,9 | 283,56 | CKBO | 2002 |
| 2005 UQ513 | 3,4 | 0,202 +0,084−0,049 | 498 +63−75 | 43,24 | 0,150 | 25,7 | 284,37 | CKBO | 2005 |
| 2002 AW197 | 3,4 | 0,112 ± 0,012 | 768 ± 38 | 47,52 | 0,131 | 24,3 | 327,64 | CKBO | 2002 |
| Gǃkúnǁʼhòmdímà | 3,5 | 0,167 +0,058−0,038 | 614 ± 15 | 73,81 | 0,492 | 23,3 | 634 | SDO (DO) | 2007 |
| Ixion | 3,6 | 0,141 ± 0,011 | 617 ± 19 | 39,46 | 0,242 | 19,6 | 249,89 | PLU | 2001 |
| Varuna | 3,7 | 0,127 ± 0,04 | 668 +154−86 | 43,16 | 0,051 | 17,2 | 283,56 | CKBO | 2000 |
| 2002 MS4 | 3,7 | 0,051 +0,036−0,022 | 934 ± 47 | 41,68 | 0,146 | 17,7 | 269,06 | KBO | 2002 |
| 2003 AZ84 | 3,7 | 0,107 +0,023−0,016 | 727 ± 65 | 39,66 | 0,176 | 13,6 | 249,79 | KBO | 2003 |
| 2005 RN43 | 3,7 | 0,11 | 679 +55−73 | 41,36 | 0,019 | 19,3 | 265,98 | CKBO? | 2005 |
| 2002 UX25 | 3,8 | 0,107 +0,005−0,008 | 665 ± 29 | 42,66 | 0,144 | 19,5 | 278,60 | CKBO | 2002 |
| 2002 TC302 | 3,9 | 0,115 +0,047−0,033 | 584 +105−88 | 55,36 | 0,296 | 35,1 | 412 | SDO | 2002 |
| Salacia | 3,9 | 0,035 +0,010−0,007 | 854 ± 45 | 41,88 | 0,108 | 23,9 | 271,00 | KBO | 2004 |
| 2007 JJ43 | 3,9 | 0,13 +0,09−0,07 | 610 +170−140 | 48,27 | 0,163 | 12,0 | 335,40 | KBO | 2007 |
| 2004 GV9 | 4,0 | 0,0770 +0,0084−0,0077 | 680 ± 34 | 42,12 | 0,081 | 22,0 | 273,38 | CKBO? | 2004 |
| 2010 KZ39 | 4,0 | 0,10 | 600 geschätzt | 45,11 | 0,056 | 26,1 | 302,97 | CKBO? | 2010 |
| 2012 VP113[8] | 4,0 | 0,2 geschätzt | 450 geschätzt | 261 | 0,691 | 24,0 | 4.200 | ANO | 2012 |
| 2004 XA192[9] | 4,2 | 0,26 +0,34−0,15 | 339 +120−95 | 47,29 | 0,250 | 38,1 | 325,23 | KBO | 2004 |
Siehe auch Bearbeiten
Literatur Bearbeiten
- David C. Jewitt u. a.: Trans-Neptunian objects and comets. Springer, Berlin 2008, ISBN 978-3-540-71957-1.
- John K. Davies: Beyond Pluto – exploring the outer limits of the solar system. Cambridge Univ. Press, Cambridge 2001, ISBN 0-521-80019-6.
- Alan Fitzsimmons u. a.: Minor bodies in the outer solar system. Springer, Berlin 2001, ISBN 3-540-41152-6.
Weblinks Bearbeiten
- Astro Corner: Trans-Neptun-Objekte
- List Of Transneptunian Objects (englisch)
Einzelnachweise Bearbeiten
- ↑ Pluto der problematische Planet. In: David Baker, Todd Ratcliff: Extreme Orte. Rowohlt, 2010, ISBN 978-3-498-00660-0, S. 198 f.
- ↑ Liste klassifizierter Objekte im MPC Oktober 2008.
- ↑ Morbidelli, Alessandro; Levison, Harold F. (November 2004). Scenarios for the Origin of the Orbits of the Trans-Neptunian Objects 2000 CR105 and 2003 VB12. The Astronomical Journal 128 (5): 2564–2576. arxiv:astro-ph/0403358
- ↑ Rodney S. Gomes; Matese, J; Lissauer, J (2006). A distant planetary-mass solar companion may have produced distant detached objects. Icarus (Elsevier) 184 (2): 589–601. doi:10.1016/j.icarus.2006.05.026
- ↑ K. Batygin, M. E. Brown: Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System. In: The Astronomical Journal. Band 151, Nr. 2, 2016, S. 22–34, doi:10.3847/0004-6256/151/2/22
- ↑ SSD-Daten. (JSON-Daten) In: Small-Body Database Query. Caltech/JPL
- ↑ a b Róbert Szabó et al.: Pushing the Limits of K2: Observing Trans-Neptunian Objects. S3K2: Solar System Studies with K2 (Memento vom 5. März 2016 im Internet Archive) (PDF)
- ↑ Chadwick A. Trujillo, Scott S. Sheppard: A Sedna-like body with a perihelion of 80 astronomical units. In: Nature, 507 (7493), 2014, S. 471, doi:10.1038/nature13156
- ↑ E. Vilenius, C. Kiss, T. Müller, M. Mommert, P. Santos-Sanz, A. Pál, J. Stansberry, M. Mueller, N. Peixinho, E. Lellouch, S. Fornasier, A. Delsanti, A. Thirouin, J. L. Ortiz, R. Duffard, D. Perna, F. Henry: TNOs are Cool: A survey of the trans-Neptunian region. X. Analysis of classical Kuiper belt objects from Herschel* and Spitzer observations. (PDF; 519 kB) 2014, S. 13 (englisch)