Astronomen finden endlich einen zweiten Asteroiden im Trojanergürtel der Erde

Die Erde hat einen neuen Begleiter. Der Asteroid 2020 XL5, ein neu entdeckter, kilometerbreiter kohlenstoffhaltiger Weltraumstein, wurde am Lagrange-Punkt L4 der Erde entdeckt – einem Ort, an dem sich die Gravitationskräfte der Erde und der Sonne die Waage halten und einen stabilen Punkt bilden, in dem Objekte gefangen werden können. Ein neuer Artikel, der diese Woche in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde, bestätigt, dass 2020 XL5 für mindestens weitere 4000 Jahre am L4-Punkt festsitzen wird, wo er von der Schwerkraft unseres Heimatplaneten lautlos durch das Sonnensystem geschleust wird.

Dies ist erst der zweite Erdtrojaner, der jemals entdeckt wurde – der erste wurde 2010 entdeckt -, aber andere Planeten haben viele von ihnen. Der Jupiter, der seit Äonen sein Gewicht im Sonnensystem herumwirft, hat Tausende von Trojanern, so viele, dass die Asteroidenschwärme an den Punkten L4 und L5 des Jupiters mit der Anzahl der Objekte im Asteroidengürtel selbst konkurrieren. Eine Mission zur Erforschung der Jupiter-Trojaner mit dem Namen Lucy ist im Oktober gestartet und wird 2027 am Punkt L4 des Jupiters eintreffen. Wenn die Forscher verstehen, woraus diese eingefangenen Asteroiden bestehen, können sie sich ein klareres Bild vom frühen Sonnensystem machen.

Auch wenn sein Hort beeindruckend ist, hat Jupiter kein Monopol auf trojanische Asteroiden. Vom Neptun sind 29 Trojaner bekannt, und selbst der Mars, der nur drei Fünftel der Größe der Erde hat, hat mehr als ein Dutzend davon in seinen Lagrange-Punkten.

Warum also hat die Erde so wenige? Nun, zunächst einmal gibt es da draußen wahrscheinlich noch mehr, wir haben sie nur noch nicht gefunden. Erdtrojaner sind bekanntermaßen schwer zu sehen, weil wir aus unserer Perspektive fast direkt auf die Sonne starren müssen, um sie zu finden, was es fast unmöglich macht, sie im grellen Licht zu erkennen. Erschwerend kommt hinzu, dass Asteroiden des Typs C wie 2020 XL5 in der Regel eine niedrige Albedo haben und nur sehr wenig Licht reflektieren. Diese Kombination macht das Aufspüren von Erdtrojanern zu einer schwierigen Herausforderung.

Wie wurde 2020 XL5 also entdeckt? Der Trick besteht darin, die Beobachtungen sorgfältig zu timen. Es gibt einen kurzen Zeitraum kurz vor Sonnenaufgang und kurz nach Sonnenuntergang, in dem die Sonne durch den Horizont verdeckt wird, aber die Lagranges-Punkte noch am Himmel sichtbar sind. Dies ist keine ideale Beobachtungssituation, und das Zeitfenster dauert nicht lange, aber es reicht aus, um einen kurzen Blick darauf zu werfen.

Mit dieser Methode haben die Astronomen der Pan-STARRS1-Durchmusterung auf Hawaii das Objekt bereits im Dezember 2020 gefunden. Damals war klar, dass es sich bei 202 XL5 möglicherweise um einen Erdtrojaner handeln könnte, aber erst die jüngste Studie konnte dies bestätigen. Die Daten zeigen, dass es sich um einen „transienten Trojaner“ handelt, d. h. er ist nicht im Punkt L4 der Erde entstanden, sondern wurde eingefangen, und er wird auch nicht ewig dort bleiben, sondern irgendwann wieder in die Freiheit entlassen werden. Dies wird jedoch wahrscheinlich nicht in nächster Zeit geschehen, und er wird mindestens die nächsten vier Jahrtausende in der Nähe von L4 bleiben.

Die Suche nach Erd-Trojanern stützt sich nicht nur auf Teleskope auf der Erde. Raumsonden haben die L4- und L5-Punkte der Erde aufgesucht, um vor Ort nach bisher ungesehenen Objekten zu suchen. So führte die NASA-Raumsonde OSIRIS-REx eine Untersuchung in der Region L4 durch, während die Raumsonde Hayabusa2 auf ihrem Weg zum Asteroiden Ryugu die Region L5 besuchte. Keine der beiden Missionen entdeckte neue Erd-Trojaner, aber sie trugen dazu bei, die Anzahl und Größe der dort möglicherweise vorhandenen Asteroiden einzugrenzen.

Die Suche nach weiteren Erd-Trojanern geht weiter. Toni Santana-Ros, der Hauptautor der Studie, erklärt: „Asteroiden sind Zeitkapseln aus den frühesten Tagen unseres Sonnensystems und können uns viel über die Ära der Planetenbildung lehren. Erd-Trojaner sind besonders interessant, da es sich bei ihnen um Materialreste aus der Zeit der Entstehung der Erde handeln könnte. Selbst wenn sie stattdessen von weit her kommen, könnten sie aufgrund ihrer relativ stabilen Umlaufbahnen um die Lagrange-Punkte der Erde ideale Ziele für eine Raumfahrtmission sein.“

Auf die Frage, was das Team als nächstes vorhat, antwortete Santana-Ros: „Diese Entdeckung bestärkt uns darin, weiter nach neuen Erd-Trojanern zu suchen. Die Entdeckung eines Erd-Trojaners, der aus Material besteht, das bei der Entstehung der Erde übrig geblieben ist, wäre unglaublich hilfreich, um viele Geheimnisse des frühen Sonnensystems zu enträtseln.“

Abbildung: Rendering des Erdtrojaners 2020 XL5. Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine

Der Text basiert auf dem Beitrag „Astronomers Finally Find a Second Asteroid in Earth’s Trojan Belt“ von Alan Johnston der Website universetoday.com und ist unter der Lizenz CC BY 4.0 verfügbar.