Forscher finden zwölf neue Jupitermonde: elf normale und eine Kuriosität

Wissenschaftler haben zwölf neue Monde entdeckt, die den Jupiter umkreisen – elf “normale”, äußere Monde und einen, den sie als “Kuriosität” bezeichnen. Das erhöht die Anzahl der bekannten Jupitermonde auf beeindruckende 79 – die größte Anzahl aller Planeten in unserem Sonnensystem.

Ein Team unter Leitung von Scott S. Sheppard von der Carnegie Institution for Science entdeckte die Monde ursprünglich im Frühjahr 2017, als sie im Rahmen der Suche nach einem potenziellen massereichen Planeten weit jenseits des Pluto nach fernen Objekten im Sonnensystem suchten.

Im Jahr 2014 fand dasselbe Team das Objekt mit der weitesten bekannten Umlaufbahn im Sonnensystem. Die Forscher waren die ersten, die erkannten, dass ein unbekannter, massereicher Planet im Randgebiet unseres Sonnensystems (weit jenseits von Pluto) die Ähnlichkeit der Umlaufbahnen mehrerer kleiner, extrem weit entfernter Objekte erklären könnte. Dieser hypothetische Planet wird jetzt manchmal als Planet X oder Planet 9 bezeichnet.

Dave Tholen von der University of Hawaii und Chad Trujillo von der Northern Arizona University sind weitere Mitglieder des Planetensuchteams.

“Jupiter stand am Himmel zufällig in der Nähe des Suchgebiets, wo wir nach extrem weit entfernten Objekten im Sonnensystem suchten, so konnten wir per Zufall nach neuen Monden um Jupiter Ausschau halten, während wir gleichzeitig nach Planeten am Rande unseres Sonnensystems suchten”, sagte Sheppard.

Gareth Williams vom Minor Planet Center der International Astronomical Union (IAU) nutzte die Beobachtungen des Teams, um die Umlaufbahnen der neu entdeckten Monde zu berechnen. “Man braucht mehrere Beobachtungen, um zu bestätigen, ob ein Objekt tatsächlich Jupiter umkreist”, sagte Williams. “Deshalb dauerte der gesamte Prozess ein Jahr.”

Neun der neuen Monde gehören zu einem fernen, äußeren Schwarm aus Monden, die Jupiter in retrograder Richtung umkreisen, also entgegen Jupiters Rotationsrichtung. Diese fernen, retrograden Monde finden sich zu mindestens drei verschiedenen Orbitalgruppen zusammen und sind vermutlich die Überreste von drei einstmals größeren Ursprungskörpern, die durch Kollisionen mit Asteroiden, Kometen oder anderen Monden auseinanderbrachen. Die neu entdeckten, retrograden Monde benötigen etwa zwei Jahre, um Jupiter zu umkreisen.

Zwei der neuen Entdeckungen sind Teil einer engeren, inneren Mondgruppe, die Jupiter prograd umkreist, also in Richtung seiner eigenen Rotation. Diese inneren, prograden Monde besitzen alle vergleichbare Orbitaldistanzen und Neigungswinkel, daher vermutet man, dass sie auch Fragmente eines größeren, auseinandergebrochenen Mondes waren. Sie benötigen etwas weniger als ein Jahr für eine Umkreisung Jupiters.

“Unsere andere Entdeckung ist eine echte Kuriosität und besitzt eine Umlaufbahn wie kein anderer Jupitermond”, erklärte Sheppard. “Es ist darüber hinaus wahrscheinlich auch Jupiters kleinster bekannter Mond; er hat einen Durchmesser von weniger als einem Kilometer.

Dieser neue, “seltsame” Mond ist weiter entfernt und auf einer stärker geneigten Umlaufbahn als die prograde Mondgruppe und braucht rund 1,5 Jahre, um Jupiter zu umrunden. Im Gegensatz zu der engeren, prograden Mondgruppe besitzt dieser neue Mond also eine Umlaufbahn, welche die der äußeren, retrograden Monde kreuzt.

Infolge dessen sind Frontalzusammenstöße zwischen dem “seltsamen”, prograden Mond und den retrograden Monden viel wahrscheinlicher. “Das ist eine instabile Situation”, sagte Sheppard. “Frontalkollisionen würden die Objekte rasch zerstören und in Staub verwandeln. Es ist denkbar, dass die verschiedenen Orbitalgruppen, die wir heute sehen, in der fernen Vergangenheit durch genau diesen Mechanismus entstanden.”

Das Team vermutet, dass dieser kleine, seltsame, prograde Mond das letzte Relikt eines einst größeren, prograden Mondes sein könnte, der durch Frontalkollisionen in der Vergangenheit einige der retrograden Mondgruppen schuf. Für ihn wurde der Name Valetudo vorgeschlagen, nach der Urenkelin des römischen Gottes Jupiter, der Göttin der Gesundheit und Hygiene. Durch die Untersuchung der komplexen Einflüsse, die die Orbitalgeschichte eines Mondes gestalteten, können Wissenschaftler etwas über die Frühgeschichte des Sonnensystems erfahren.

Die Entdeckung, dass die Anzahl der kleinsten Monde in Jupiters verschiedenen Orbitalgruppen noch immer hoch ist, spricht beispielsweise dafür, dass die Kollisionen, die sie schufen, nach der Ära der Planetenbildung stattfanden, als die Sonne noch von einer rotierenden Gas- und Staubscheibe umgeben war, aus der die Planeten entstanden.

Aufgrund ihrer Größen zwischen einem und drei Kilometern werden diese Monde mehr durch umgebenden Staub und Gas beeinflusst. Wenn diese Rohmaterialien noch präsent waren, als Jupiters erste Mondgeneration kollidierte, um seine heutigen versprengten Mondgruppen zu bilden, dann hätte die von dem restlichen Gas und Staub ausgeübte Kraft ausgereicht, um sie in Richtung Jupiter spiralen zu lassen. Ihre Existenz zeigt, dass sie wahrscheinlich später entstanden, nachdem dieses Gas und der Staub verschwunden waren.

Die meisten der neuen Monde wurden ursprünglich mit dem Blanco 4-Meter-Teleskop auf dem Cerro Tololo in Chile aufgefunden, das vom National Optical Observatory in den Vereinigten Staaten betrieben wird. Das Teleskop wurde kürzlich mit der Dark Energy Camera ausgestattet, die es zu einem leistungsfähigen Werkzeug für die Überwachung des Nachthimmels und die Suche nach schwachen Objekten macht.

Mehrere Teleskope wurden verwendet, um die Entdeckungen zu bestätigen, darunter:
das 6.5-Meter Magellan Telescope der Carnegie Institution am Las Campanas Observatory in Chile;
das 4-Meter Discovery Channel Telescope am Lowell Observatory Arizona (mit Dank an Audrey Thirouin, Nick Moskovitz und Maxime Devogele);
das 8-Meter Subaru Telescope und das 2,2-Meter-Teleskop der Univserity of Hawaii (mit Dank an Dave Tholen und Dora Fohring von der University of Hawaii);
und das 8-Meter Gemini Telescope auf Hawaii

Bob Jacobson und Marina Brozovic vom Jet Propulsion Laboratory der NASA bestätigten die berechnete Umlaufbahn des ungewöhnlichen Mondes im Jahr 2017, um seine vorhergesagte Position während der Beobachtungen in diesem Jahr gegenzuprüfen und sicherzustellen, dass der neue interessante Mond nicht verloren gegangen ist.

Quelle

(THK)