Astronomen entdecken weitere Objekte im Sonnensystem mit unerklärter Beschleunigung

VLT-Aufnahme des Objekts „1998 KY26“. Copyright/Quelle: Seligman et al., The Planetary Science Journal 2024
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VLT-Aufnahme des Objekts „1998 KY26“.Copyright/Quelle: Seligman et al., The Planetary Science Journal 2024

VLT-Aufnahme des Objekts „1998 KY26“.
Copyright/Quelle: Seligman et al., The Planetary Science Journal 2024

Ithaka (USA) –  Eine plötzliche Beschleunigung, die sich weder durch sichtbare Ausgasungen noch durch astrophysikalische Wechselwirkungen erklären ließ, sorgte dafür, dass einige Wissenschaftler angesichts des ersten als solches erkannten Objekt interstellarer Herkunft, I1/´Oumuamua, darüber spekulierten, dass es sich nicht um ein natürliches Objekt, sondern um ein außerirdisches Artefakt handeln könnte. Nun beschreibt ein Team internationaler Astronominnen und Astronomen die Entdeckung weiterer Objekte im Sonnensystem, die auf rätselhafte Weise beschleunigen.

Wie das Team um Darryl Z. Seligman von der Cornell University aktuell im „The Planetary Science Journal“ (DOI: 10.3847/PSJ/acb697) berichtet, haben sie bei sechs Objekten eine statistisch signifikante Nachweise nichtradialer, nichtgravitativer Beschleunigungen entdeckt, obwohl diese Objekte anhand von bisherigen astronomischen Beobachtungen und Daten eigentlich photometrisch inaktiv erscheinen – also keine Anzeichen für Ausgasungen aufweisen.

Diese Objekte „1998 KY26“, „2005 VL1“, „2016 NJ33“, „2010 VL65“, „2016 RH120“ und „2010 RF12“ gehören zu einer Population erdnaher Objekte und zeichnen sich alle durch ungewöhnliche Umlaufbahnen aus (z. B. typische große Halbachsen, Exzentrizität und Neigung). In der Regel sind diese Objekte zudem mit 3-16 Meter eher klein und besitzen schnelle Rotationsperioden.

Die besagten nichtgravitativen Beschleunigungen der Objekte größer als die, die typischerweise durch den Jarkowski-Effekt hervorgerufen werden, der den Einfluss der uneinheitlichen Oberflächenerwärmung von Asteroiden auf deren Bahnverlauf erklärt. Zudem seien keine strahlungsbasierten, nichtradiale Effekte zu beobachten, die groß genug seien, um die beobachtete Beschleunigung zu erklären.

Dieses Diagramm zeigt die Umlaufbahn des interstellaren Objekts `Oumuamua beim Durchlaufen des Sonnensystems. Es zeigt den vorhergesagten Weg von `Oumuamua und den neuen Kurs unter Berücksichtigung der neu gemessenen Geschwindigkeit des Objekts. Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen. Copyright: ESA

Dieses Diagramm zeigt die Umlaufbahn des interstellaren Objekts `Oumuamua beim Durchlaufen des Sonnensystems. Es zeigt den vorhergesagten Weg von `Oumuamua und den neuen Kurs unter Berücksichtigung der neu gemessenen Geschwindigkeit des Objekts.
Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.
Copyright: ESA

Statt jedoch wie zuvor anhand von I1/´Oumuamua von einer Beschleunigung auszugehen, die sich am ehesten durch eine künstliche Struktur des Objekts erklären lasse, (so wie dies Prof. Avi Loeb anhand von I1/´Oumuamua tut, …GreWi berichtete), gehen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen zunächst davon aus, „dass die Beschleunigungen durch Ausgasungen verursacht werden“, und haben nun die H2O-Produktionsraten für jedes der Objekt berechnet.

Auf diese Weise versucht die Studie, die durch Ausgasung verursachte Beschleunigung trotz der Abwesenheit sichtbarer Koma (der sichtbaren nebulösen Hülle, die bei zunehmender Annäherung an die Sonne u.a. durch Ausgasungen entsteht) oder photometrischer Aktivität durch das Fehlen von Oberflächenstaub und die geringe Gasproduktion der Objekte in Einklang zu bringen. Hierzu erläutern die Forschenden: „Obwohl diese Objekte klein sind und einige schnell rotieren, sind die Oberflächenkohäsionskräfte stärker als die Rotationskräfte, und eine schnelle Rotation allein kann das Fehlen von Oberflächentrümmern nicht erklären.“ Es sei jedoch möglich, dass Oberflächenstaub zuvor beispielsweise von früheren Ausgasungsaktivitäten entfernt wurde und sich so die Rotationsraten auf ihren heutigen Wert erhöht haben.

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Die so ermittelten Werte von Staubproduktionsraten der Objekte unter der Annahme, dass die Kerne nackt sind, entspricht tatsächlich den Helligkeitsschwankungen, die in vorhandenen photometrischen Daten nicht mehr nachweisbar sind. Es könnte also zu solchen Abgaben gekommen sein, ohne, dass sie beobachtet werden konnten.

Die Autoren und Autorinnen der Studie erläutern weiter:
„Während die Natur dieser Objekte ungewiss bleibt, haben wir gezeigt, dass ein Ausgasungsmechanismus die nichtgravitative Beschleunigung außerhalb der Ebene plausibel erklären kann, ohne eine sichtbare Staubkoma zu erzeugen. Dies ist größtenteils auf die geringe Größe der Körper zurückzuführen, was bedeutet, dass relativ geringe Gasproduktionsraten erforderlich sind, um die Beschleunigungen zu erklären, und die Kerne möglicherweise keinen Oberflächenstaub aufweisen, möglicherweise aufgrund der kontinuierlichen Reinigung durch Ausgasungen. Bei Objekten, die ihren Oberflächenstaub verloren haben, ist der einzige Beitrag zur Staubaktivität das Mitreißen von Staub aus dem Untergrund während der Eissublimation. Basierend auf den für die Körper abgeleiteten Gasproduktionsraten zeigen wir, dass die Staubproduktion durch solches Mitreißen äußerst gering ist und deutlich innerhalb der Beobachtungsgrenzen liegt. Es ist möglich, dass es sich bei diesen Objekten um Sonnensystemanaloge zu 1I/’Oumuamua handelt, das ebenfalls eine nichtgravitative Beschleunigung und keine Kometenaktivität aufwies.“
Allerdings war 1I/’Oumuamua deutlich größer.

Um auf die genaue Natur dieser (und anderer) Objekte mit bislang nicht eindeutig erklärbarer Beschleunigung schließen zu können, seien nun Folgebeobachtungen entscheidend. „Möglicherweise handelt es sich bei diesen Objekten um Mitglieder einer neuen Klasse von ‚dunklen Kometen‘ im Sonnensystem“, so die Autoren und Autorinnen abschließend. „Beobachtungen mit JWST würden insbesondere zeigen, ob ihre nichtgravitativen Beschleunigungen tatsächlich auf flüchtige Ausgasungen (z. B. H2O, CO2 oder CO) zurückzuführen sind oder ob ein neuer Mechanismus erforderlich ist, um ihre besonderen Eigenschaften zu erklären.“

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Trotz neuer Theorie: ‚Oumuamua bleibt rätselhaft 23. März 2023

Recherchequelle: The Planetary Science Journal

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