Hygiea ist kleinster Zwergplanet - wissenschaft.de
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Astronomie+Physik

Hygiea ist kleinster Zwergplanet

Hygiea
Mit dem Very Large Telescope (VLT) erstellte Aufnahme von Hygiea. (Bild: ESO/P. Vernazza et al./MISTRAL algorithm (ONERA/CNRS))

Pluto und Haumea gehören dazu, aber auch Ceres im Asteroidengürtel: Sie alle sind Zwergplaneten des Sonnensystems. Doch nun haben Astronomen einen Himmelskörper näher untersucht, der offenbar ebenfalls ein Zwergplanet ist – der kleinste im Sonnensystem. Zwar ist das im Asteroidengürtel kreisende Objekt Hygiea mit rund 430 Kilometer Durchmesser nicht einmal halb so groß wie der bisher kleinste Zwergplanet Ceres, dafür erfüllt der Himmelskörper aber alle Kriterien für einen Zwergplaneten: Hygiea umkreist die Sonne, ist kein Mond, hat seine Bahn nicht freigeräumt und – das Entscheidende – hat genügend Schwerkraft, um eine annähernd kugelige Form anzunehmen, wie die aktuellen Teleskopaufnahmen belegen.

Im Sonnensystem erfüllen bislang nur fünf Objekte alle Kriterien für einen Zwergplaneten: Pluto, Haumea, Eris und Makemake kreisen in Bahnen jenseits des Neptun, Ceres zieht dagegen im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter seine Bahn. Während die äußeren Zwergplaneten zudem alle mehr als 1500 Kilometer Durchmesser aufweisen, ist Ceres mit nur 950 Kilometern der bisher kleinste von ihnen. Doch seine fast perfekt kugelige Form belegt, dass auch er groß und schwer genug ist, um sein Material durch die eigene Schwerkraft zur Kugel zu formen. Unklar war jedoch bisher, ob Ceres damit schon die Untergrenze für einen Zwergplaneten markiert oder ob es möglicherweise doch noch kleinere Vertreter dieser Klasse von Himmelskörpern gibt. Von den drei nächstgrößeren Objekten im Asteroidengürtel, Pallas, Vesta und Hygiea, erfüllen zwei das Kriterium der perfekten Kugelgestalt nicht: Der 546 Kilometer große Pallas und die 516 Kilometer große Vesta sind durch Kollisionen verformt und daher nicht perfekt kugelförmig.

Viergrößtes Objekt im Asteroidengürtel im Visier

Anders dagegen Hygiea: Im Gegensatz zu seinen drei größeren Kompagnons im Asteroidengürtel war dieser gut 400 Kilometer große Asteroid bisher kaum untersucht. „Hygeia konnte noch nie mit genügend hoher Auflösung beobachtet werden, um Details seiner Oberfläche zu zeigen oder seine Form und Größe näher zu bestimmen“, erklären Pierre Vernazza vom Astrophysikalischen Laboratorium in Marseille und seine Kollegen. Um dies zu ändern, haben die Astronomen Hygiea nun erstmals ausgiebig mit dem SPHERE-Instrument am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarten (ESO) in Chile beobachtet. Dank der adaptiven Optik dieses Instruments konnten sie neue, genauere Daten über die Oberflächenform, die Größe und die Rotation dieses Objekts gewinnen.

Die neuen Aufnahmen enthüllten: Hygiea hat einen Durchmesser von 430 Kilometern und dreht sich in 13,8 Stunden einmal um sich selbst – halb so schnell wie bislang angenommen. Die Dichte dieses Himmelskörpers und damit wahrscheinlich auch seine Zusammensetzung ist ähnlich wie bei Ceres, berichten die Forscher. Dies gilt auch für die Oberfläche des Himmelskörpers: „Unsere Analysen zeigen, dass die großräumige Topografie von Hygiea der von Ceres ähnelt – große Einschlagsbecken scheinen auf seiner Oberfläche zu fehlen“, so Vernazza und sein Team. „Das war eine echte Überraschung, da wir damit gerechnet haben, ein großes Einschlagsbecken vorzufinden, wie es bei Vesta der Fall ist.“ Stattdessen scheint die Oberfläche von Hygiea weitgehend glatt.

Es ist doch ein Zwergplanet!

Das Entscheidende jedoch: Die Beobachtungsdaten kombiniert mit Computermodellen sprechen dafür, dass Hygiea fast perfekt kugelig ist. Damit könnte auch dieser Himmelskörper das vierte Kriterium für einen Zwergplaneten erfüllen. „Dank dieser Bilder kann Hygiea als Zwergplanet reklassifiziert werden – der bisher kleinste im Sonnensystem“, sagt Vernazza. Obwohl Hygiea nicht einmal halb so groß ist wie Ceres, reicht demnach schon seine Größe und Schwerkraft aus, um eine sphärisch geformte Oberfläche zu erzeugen. Nach Ansicht der Astronomen könnte dies bedeuten, dass es gerade im äußeren Sonnensystem jenseits des Neptun noch mehr bisher nicht identifizierte Zwergplaneten dieser Größe geben könnte.

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(Video: ESO)

Die neuen Beobachtungsdaten und Modelle geben auch Aufschluss darüber, wie Hygiea eine kugelige Form bekam. Dies geschah vermutlich unmittelbar nach einer katastrophalen Kollision mit einem rund 100 Kilometer großen Asteroid, wie Vernazza und sein Team erklären. Der Frontalzusammenstoß vor rund zwei Milliarden Jahren zerstörte die beiden ursprünglichen Objekte vollständig und aus den Trümmern entstanden Hygiea sowie eine Familie von rund 7000 kleineren Asteroiden. „Als sich Hygiea bildete, führten makroskopische Oszillationen dazu, dass sich das Material wie eine Flüssigkeit verhielt – und das resultierte in der Bildung eines nahezu kugeligen Objekts“, so die Astronomen.

Quelle: ESO; Pierre Vernazza (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille) et al., Nature Astronomy, doi: 10.1038/s41550-019-0915-8

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