Der beringte Asteroid

Zwei dünne Reifen aus gefrorenen Teilchen umgeben den Kleinplaneten Chariklo

26. März 2014

Der Asteroid Chariklo, der zwischen den Umlaufbahnen von Saturn und Uranus um die Sonne kreist, ist von zwei dünnen Ringen aus Eispartikeln umgeben. Er ist damit neben den Riesenplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun der fünfte bekannte Körper im Sonnensystem, der ein solches Ringsystem aufweist. Zu diesem Ergebnis kommt ein internationales Team, dem auch Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung angehörten.

 

Ein heller Streifen am Asteroidenhimmel: Chariklo ist von einem filigranen Ringsystem umgeben. Als der kleine Planet am 3. Juni 2013 von der Erde aus betrachtet vor einem Stern vorbeizog, minderte auch das Ringsystem die Helligkeit des Sterns für kurze Zeit.

Es war ein echter Zufallsfund. Das Team unter Leitung von Felipe Braga-Ribas vom Observatório Nacional in Rio de Janeiro (Brasilien) hatte die Sternbedeckung am 3. Juni 2013 eigentlich nutzen wollen, um die Größe des Asteroiden Chariklo zu messen. Bei einer solchen Konstellation schiebt sich der Asteroid von der Erde aus betrachtet vor einen Stern – ähnlich wie bei einer Sonnenfinsternis der Mond vor die Sonne. Aus der Zeit zwischen dem Verschwinden des Sterns bis zu seinem Wiederauftauchen lässt sich dann auf die Größe des vorbeiziehenden Asteroiden schließen.

Zu diesem Zweck richteten am 3. Juni 2013 sieben Observatorien in Südamerika ihre Teleskope auf die seltene Konstellation. Zur Überraschung aller verschwand der Stern jedoch nicht nur einmalig für kurze Zeit. Auch einige Sekunden davor und danach nahm seine Helligkeit sprunghaft ab. Diesen Effekt konnten selbst Observatorien beobachten, aus deren Perspektive die eigentliche Sternbedeckung gar nicht sichtbar war.

„Die Analyse aller Daten ergab ein überraschendes Ergebnis“, sagt Colin Snodgrass vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, der an der Kampagne teilgenommen hatte. „Chariklo muss von einem Ringsystem umgeben sein.“ Bisher kannten die Astronomen nur vier Körper im Sonnensystem mit diesem markanten Merkmal: die vier Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Mit einem Durchmesser von lediglich etwa 250 Kilometern ist Chariklo deutlich kleiner. Der Asteroid zählt zu den sogenannten Zentauren – einer Gruppe von kleinen Körpern, die jenseits der Umlaufbahn des Jupiters um die Sonne laufen.

Schmale Lücke: Ein nur neun Kilometer breiter Zwischenraum trennt den inneren helleren Ring vom äußeren, deutlich dunkleren.

Die Messungen am Dänischen 1,54-Meter-Teleskop der Europäischen Südsternwarte (ESO) auf La Silla in den chilenischen Anden, die Snodgrass auswertete, lieferten ein besonders präzises Bild: Die Daten zeigen ein Ringsystem, das aus zwei deutlich getrennten Strukturen besteht. „Beide Ringe sind sehr dünn, aus astronomischer Sicht geradezu filigran“, so Snodgrass. Eine Lücke von nur neun Kilometern trennt den inneren sieben Kilometer breiten und den äußeren drei Kilometer breiten Ring. Der innere Ring ist zudem deutlich heller und hat einen Durchmesser von 782 Kilometern.

Die neuen Ergebnisse bieten nun auch eine Erklärung für frühere, verwirrende Beobachtungen an Chariklo. Hatten einige Forscher Signaturen von gefrorenem Wasser entdeckt, konnten andere diese Daten nicht reproduzieren. „Offenbar findet sich das Eis im Ringsystem, nicht auf der Oberfläche“, meint Colin Snodgrass. Je nachdem wie der Körper zum Beobachtungszeitpunkt gegen die Erde geneigt ist, liefert dieses Ringsystem ein schwaches oder starkes Signal. „Es ist, als blicke man von der Seite auf ein Blatt Papier“, so der Max-Planck-Forscher. „Hält man es auf Höhe der Augen exakt waagerecht, ist es kaum zu sehen. Kippt man es jedoch nur leicht, wird es sichtbar.“

Wie aber ist das Ringsystem um Chariklo entstanden? Darüber rätseln die Wissenschaftler noch. Sie halten es für möglich, dass sich die Ringe aus Trümmerteilen früherer Zusammenstöße bildeten. Auch ob Chariklo eine kosmische Ausnahmeerscheinung ist, lässt sich derzeit noch nicht sagen. Im dicht bevölkerten Asteroidengürtel zwischen den Umlaufbahnen von Mars und Jupiter, in dem sich wahrscheinlich mehr als eine Million kleinere und größere Brocken tummeln, halten Forscher die Existenz weiterer beringter Asteroiden für unwahrscheinlich.

„Im Vergleich zu den Gasplaneten haben diese kleinen Körper nur ein minimales Schwerefeld, das die Bestandteile der Ringe an sie bindet“, sagt Snodgrass. Ein dicht vorbeiziehender Körper würde das gesamte System destabilisieren. Jenseits des Jupiters wird es hingegen deutlich einsamer. „Möglicherweise findet sich unter den Zentauren in den nächsten Jahren noch weitere, die Chariklo gleichen.“

BK / HOR

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