Webb und Hubble entdecken 27 winzige Kuipergürtel-Objekte, die Entstehungsmodelle infrage stellen

Die Weltraumteleskope Hubble und James Webb haben gemeinsam 27 neue transneptunische Objekte in der bisher tiefsten Durchmusterung des äußeren Sonnensystems entdeckt. Dabei fanden sie weniger kleine Körper als von Modellen zur Planetenentstehung vorhergesagt, deren Oberflächen zudem bemerkenswert unverändert seit der Entstehung des Sonnensystems vor Milliarden von Jahren erscheinen.

Die Ergebnisse, die am 8. September in zwei Artikeln im The Astronomical Journal veröffentlicht wurden, zeigen Objekte, die alle kleiner als 40 Kilometer im Durchmesser sind, wobei die kleinsten etwa 10 Kilometer messen. Die Entdeckungen wurden von zwei Doktorandinnen geleitet: Anastasia Morgan von der Northern Arizona University, die für die Farb- und Zusammensetzungsanalyse zuständig war, und Marielle Eduardo von der University of Victoria, die die Größenverteilung untersuchte.spacedaily+1

Weniger kleine Objekte als erwartet

Webbs Nahinfrarotkamera entdeckte alle 27 Objekte auf nur 0,05 Quadratgrad des Himmels, was einer Tiefe entspricht, die vergleichbar damit ist, einen Schwarm Glühwürmchen auf dem Mond von der Erde aus zu beobachten. Hubble bestätigte 13 dieser Entdeckungen im sichtbaren Licht und lieferte Farbmessungen im Bereich von 0,35 bis 3,2 Mikrometern.spacedaily

Eduardos Analyse der Größenverteilung ergab, dass die Anzahl der Objekte in Richtung schwächerer Magnituden nur langsam zunimmt, was durch einen Potenzgesetz-Anstieg von 0,29 beschrieben wird. Dieses Ergebnis bleibt hinter der stark ansteigenden Häufigkeit kleiner Körper zurück, die einige Entstehungsmodelle vorhersagen, was darauf hindeutet, dass der Kuipergürtel nicht so gründlich durch Kollisionen zermahlen wurde, wie Astronomen annahmen.spacedaily

"Es ist sehr interessant, dass der Prozess der Planetesimalbildung bei kalten und heißen Populationen zur gleichen Größenverteilung führt, obwohl sie in verschiedenen Regionen des frühen Sonnensystems entstanden sind", sagte Eduardo. "Der Prozess scheint unempfindlich gegenüber den Scheibenbedingungen zu sein und erzeugt ähnliche Planetesimalgrößen, egal ob die Scheibe heiß oder kalt, dicht oder locker ist."space

Ursprüngliche Oberflächen bewahren alte Geschichte

Noch überraschender ist vielleicht, dass die kleinsten TNOs Farben aufweisen, die denen ihrer größeren Verwandten entsprechen, was den Erwartungen widerspricht, dass wiederholte Einschläge ihre Oberflächen verändert hätten. Dynamisch "kalte" Objekte auf stabilen, kreisförmigen Umlaufbahnen innerhalb des Kuipergürtels zeigten den gleichen engen Farbbereich wie ihre größeren Gegenstücke, während dynamisch "heiße" Objekte – solche, die durch gravitative Wechselwirkungen mit Uranus und Neptun auf langgestreckte Bahnen gestreut wurden – eine breitere, aber ähnlich vertraute Streuung aufwiesen.space+1

"Es ist also wirklich faszinierend zu sehen, dass die kleinsten Objekte irgendwie die Geschichte ihrer Entstehung 'erinnern' und bewahren", sagte Morgan.space

Zwei rätselhafte Möglichkeiten

Die Ergebnisse lassen Wissenschaftlern zwei Optionen: Entweder finden Kollisionen im fernen Sonnensystem weitaus seltener statt als von Populationsmodellen angenommen, oder Einschläge finden zwar statt, verformen aber die Oberflächen dieser kleinen Körper nicht wie erwartet. David Trilling von der Northern Arizona University merkte an, dass selbst die verdrängten, dynamisch heißen TNOs "eine Signatur ihres Geburtsortes beibehalten, obwohl sie seitdem orbital durcheinandergewirbelt wurden."news.ssbcrack+1

Die Stärke der Durchmusterung liegt eher in ihrer Tiefe als in ihrer Breite – ein einzelner schmaler Blickwinkel durch eine riesige, strukturierte Population. Dennoch hat Webb einen Größenbereich erschlossen, der zuvor nur durch Extrapolation zugänglich war, und diese ersten 27 Entdeckungen deuten darauf hin, dass die kleinsten Überlebenden des Kuipergürtels keine bloßen Kollisionstrümmer sind, sondern uralte Objekte, die immer noch Informationen über die Scheibe tragen, in der sie entstanden sind.spacedaily