Astrophysiker finden beschleunigende Schnellstrecken durchs Sonnensystem

Visualisierung der interplanetaren „Schnellstraßen“ durchs Sonnensystem. Copyright: Todorovic et al., SciAdv, 2020
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Visualisierung der interplanetaren „Schnellstraßen“ durchs Sonnensystem. Copyright: Todorovic et al., SciAdv, 2020

Visualisierung der interplanetaren „Schnellstraßen“ durchs Sonnensystem.
Copyright: Todorovic et al., SciAdv, 2020

Belgrad (Serbien) – Schwerkraftwechselwirkungen der Himmelskörper erzeugen ein Netzwerk beschleunigender Routen durch unser Sonnensystem, mit dem einige unerwartet hohe Reisegeschwindigkeiten von Asteroiden und Kometen erreicht und erklärt werden können. Möglicherweise könnten diese unsichtbaren Strukturen einst auch eine deutlich beschleunigte Erforschung unseres Sonnensystems ermöglichen.

Wie das Team um Nataša Todorović vom Astronomischen Observatorium Belgrad aktuell im Fachjournal „Science Advances“ (DOI: 10.1126/sciadv.abd1313) berichtet, sind sie den interplanetaren Schnellbahnen durch die Simulation und Visualisierung der Bewegungen der Himmelskörper und deren Schwerkraftwechselwirkungen in unserem Sonnensystem auf die Spur gekommen.

Bei diesen Bahnen handelt es sich um miteinander verbundene Bögen, sogenannter Raum-Mannigfaltigkeiten: Jeder Planet erzeugt seine eigene Raum-Mannigfaltigkeit, die zum einen stabile, ausgewogene Gravitations-Positionen wie die sogenannten Lagrange-Punkte erzeugen, sich dann aber in Wechselwirkung mit den anderen Strukturen zu einer regelrechten „interplanetaren Autobahn“ verbinden.

Laut den Astronominnen und Astronomen können Objekte auf diesen „Schnellstraßen“ schon binnen weniger Jahrzehnten von Jupiter zum Neptun und darüber hinaus gelangen, statt wie gewöhnlich für diese Reise mehrere tausend bis Millionen Jahre zu benötigen.

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Entdeckt haben die Forschenden die interplanetaren Schnellstraßen mit Hilfe der Simulation und Visualisierung der Bahnen verschiedener Gruppen von Asteroiden und Kometen auf unterschiedlich entfernten Bahnen um die Sonne. Auf diese Weise konnten die Forscherinnen und Forscher Daten zu Millionen von Bahnen im Sonnensystem ermitteln und setzten diese mit den planetaren Raum-Mannigfaltigkeiten der Planeten von Venus bis Neptun in Zusammenhang.

Die meisten der so visualisierten Verbindungsbögen ergeben sich demnach mit zunehmendem Abstand zur Sonne und verbinden andere Himmelskörper mit Jupiter, von wo aus sie teilweise ins weitere äußere Sonnensystem transportiert werden.

Die Mehrheit der so berechneten und simulierten Objekte erreichen dabei Distanzen von rund 100 Astronomischen Einheiten (1 AU = Abstand Erde-Sonne) in weniger als 100 Jahren.

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Während durch planetare Gravitationswechselwirkung ermöglichte Swing-By-Manöver bereits bekannt und für die Beschleunigung und Navigation von Raumsonden genutzt werden und auch die starke Schwerkraftwirkung des Gasriesen Jupiter keine wirkliche Überraschung war, zeigten die Analysen, dass auch alle anderen Planeten unerwartet stark beschleunigende Wirkung ausüben können. Ihre Wirkung auf den Transport von Objekten zwischen dem äußeren Kuiper-Gürtel und dem die inneren Felsplaneten von den Gasplaneten abgrenzenden Asteroidengürtel sei bislang größtenteils unterschätzt worden, so die Forscher.

Die neue Beobachtung und Erkenntnis könnte Astrophysikern und Planetenwissenschaftler ein noch besseres Verständnis über die Bewegung von Kometen und Asteroiden rund um das innere Sonnensystem und deren potenzielle Bedrohung für die Erde ermöglichen.

Zudem könnte die Erkenntnis zukünftig auch für die Erforschung des Sonnensystems genutzt werden, etwa mit Sonden, die sehr viel schneller Ziele im äußeren Sonnensystem erreichen könnten als bisher. Hierzu, so geben die Autorinnen und Autoren selbst jedoch zu bedenken, bedarf es aber noch eines besseren Verständnisses der komplexen Wechselwirkungen beschleunigenden Strukturen, um beispielsweise Kollisionen zu vermeiden.

+ + + GreWi-Kommentar
Interessant wäre, ob sich diese Autobahnen, wie andere kosmische Strukturen auch, über die Grenzen des Sonnensystems hinaus fortsetzen und auf diese Weise vielleicht sogar eine beschleunigte interstellare Raumfahrt ermöglichen. Die aktuelle Studie der Strukturen ist erst der Anfang und liefert auf diese Vision noch keine Antworten…




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Quelle: Science Advances

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