Astronomen entdecken neue „Schnellstraßen“ im Sonnensystem

Wissenschaftler haben ein neues „Schnellstraßen-Netzwerk“ entdeckt, über das man viel schneller durch das Sonnensystem reisen kann, als es bisher möglich war. Solche Routen können Kometen und Asteroiden nahe Jupiter in weniger als zehn Jahren bis in die Entfernung Neptuns bringen und in weniger als 100 Jahren bis in eine Entfernung von 100 Astronomischen Einheiten. Sie könnten verwendet werden, um Raumsonden relativ schnell in die äußeren Bereiche unseres Sonnensystems zu bringen, und um erdnahe Objekte zu überwachen, die mit unserem Planeten kollidieren könnten.

In einer Studie, die am 25. November 2020 im Journal Science Advances veröffentlicht wurde, untersuchten die Forscher die dynamische Struktur dieser Routen, die eine Reihe verbundener Bögen innerhalb sogenannter Mannigfaltigkeiten bilden, welche sich vom Asteroidengürtel bis Uranus und darüber hinaus erstrecken. Diese neu entdeckte „Autobahn“ funktioniert im Rahmen von Jahrzehnten – im Gegensatz zu den hunderttausenden oder Millionen Jahren, durch die die Dynamik unseres Sonnensystems normalerweise charakterisiert wird.

Die meisten auffälligen Bogenstrukturen hängen mit Jupiter und dessen starken Gravitationskräften zusammen. Die Population von Kometen der Jupiter-Familie (Kometen mit Umlaufperioden von etwa 20 Jahren) und kleine Himmelskörper, sogenannte Zentauren, werden durch solche Mannigfaltigkeiten auf nie dagewesenen Zeitskalen beeinflusst. Einige dieser Himmelskörper werden letztendlich mit Jupiter kollidieren oder aus dem Sonnensystem herauskatapultiert.

Die Strukturen wurden durch die Sammlung numerischer Daten über Millionen Umlaufbahnen in unserem Sonnensystem aufgedeckt. Berechnungen zeigten, wie diese Umlaufbahnen in die bereits bekannten Mannigfaltigkeiten passen. Die Ergebnisse müssen weiter untersucht werden, um zu bestimmen, wie sie von Raumsonden genutzt werden könnten, oder wie sich solche Mannigfaltigkeiten in Erdnähe verhalten und die Begegnungen mit Asteroiden beeinflussen. Auch über die wachsende Population von künstlichen Objekten im Erde-Mond-System könnte man auf diese Weise Erkenntnisse gewinnen.

Quelle

(THK)