Freitag, 28. März 2014

GreWi-Interview: Scott S. Sheppard über die Entdeckung des neuen Zwergplaneten und deren Konsequenzen


Die Umlaufbahnen von Sedna (orange) und "2012 VP113" (rot), um das Zentrum unseres Sonnensystems mit den Planeten (pink) und den Kuipergürtel (türkis). | Copyright: Scott S Sheppard/Carnegie Institution for Science

Saarbrücken (Deutschland) - Die Entdeckung eines zweiten Zwergplaneten am bzw. außerhalb des äußersten bislang bekannten Randes unseres Sonnensystems, die am vergangenen Mittwoch von Astronomen der Carnegie Institution for Science bekannt gegeben wurde (...wir berichteten) zeichnet ein neues Bild unseres Sonnensystems. GreWi-Herausgeber Andreas Müller hat den Mitentdecker von "2012 VP113", Scott S. Sheppard, über die weitreichenden Konsequenzen dieser Entdeckung interviewt.

...please find the English version HERE


GreWi: Sehr geehrter Mr. Sheppard, Ihr Nachweis eines - neben Sedna - zweiten Zwergplaneten im äußersten Sonnensystem ist alleine schon eine faszinierende Entdeckung. Doch die Konsequenzen dieser Entdeckung sind noch faszinierender. Habe ich Sie richtig verstanden, dass Sie auf der Grundlage ihrer Beobachtungen schätzen, dass es noch bis zu 900 bis 1.000 derartig großer, ja sogar noch größerer Körper in dieser Region des Sonnensystems gibt, von denen einige sogar so groß sein könnten wie der Planet Mars und unsere Erde?
Scott S. Sheppard. | Copyright/Quelle: home.dtm.ciw.edu/users/sheppard
Sheppard: Ja, in dieser fernen Region gibt es noch viele große Objekte. Diese Objekte sind jedoch so weit von uns entfernt, dass wir sie bis heute selbst dann nicht entdecken konnten, wenn sie so groß wären wie die Erde. Der Grund hierfür ist der, dass diese Objekte so lichtschwach sind und wir erst einen wirklich kleinen Teil des Himmels - gerade einmal etwa 5 Prozent - nach solchen Objekten überhaupt abgesucht haben. Dieser Umstand lässt also noch eine Menge Himmel übrig, innerhalb dessen solche Objekte zukünftig noch gesucht und gefunden werden können.
GreWi: Ist das auch der Grund, weswegen wir zwar Planeten um fernen Sterne (sog. Exoplaneten) entdecken können, aber offenbar noch so wenig über unseren eigenen "planetaren Hinterhof" wissen?
Sheppard: Genau. Um Himmelskörper/Planeten in unserem eigenen Sonnensystem zu finden, benutzen wir ganz andere Technologien als wenn wir nach Planeten um fernen Sterne suchen: In unserem Sonnensystem finden wir Objekte durch das Sonnenlicht, das sie reflektieren (wie etwa der Mond). Sind Objekte aber sehr weit entfernt, dann erhalten sie nur sehr wenig Sonnenlicht und sich deshalb extrem lichtschwach. Exoplaneten werden aber meist durch indirekte Beobachtungsmethoden entdeckt, etwa anhand ihrer minimalen Gravitationswechselwirkung mit ihrem Stern, durch kleinste Helligkeitsschwankungen im Licht ihres Stern, das sie bei einem Transit periodische abdunkeln. Mit solchen Technologien lassen sich keine Objekte oder Planeten in unserem Sonnensystem finden.
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GreWi: Würden solche Objekte dann auch laut den Standards der Internationalen Astronomischen Union (IAU) als Planeten gelten?

Sheppard: Das ist eine gute Frage. Ein Objekt muss drei Kriterien erfüllen, um als Planet (unseres Sonnensystems) bezeichnet zu werden:
1. Es muss die Sonne umkreisen.
Alle die von uns beschriebenen und geschätzten Objekte erfüllen dieses Kriterium.

2. Es muss schwer genug sein, dass seine eigene Schwerkraft es zu einer Kugel formt.

Auch dies würde wohl auf die großen Objekte im äußeren Sonnensystem zutreffen.

3. Es müsste seine Umlaufbahn von anderen Objekte freigeräumt haben.

Dies wäre nichts zwangsläufig der Fall - selbst wenn das Objekt so groß wäre wie die Erde - da es in dieser Region so viele weitere Objekte gibt.

Aber es wäre natürlich schon eine wirklich merkwürdige Situation, wenn es erdgroße Himmelskörper gäbe, die dann nicht auch als Planeten bezeichnet würden. Wenn zukünftige Entdeckungen ein solches Szenario bestätigen, so bin ich mir ziemlich sicher, dass die IAU die Definition für Planeten ändern wird.
GreWi: Habe ich Sie auch dahingehend richtig verstanden, dass die doch ungewöhnlichen Umlaufbahnen von Sedna und "2012 VP113" (und jene der wahrscheinlich anderen vorhandenen Objekte) auf die Existenz eines noch deutlich größeren Himmelskörpers, etwa einer Super-Erde (Felsplaneten bis zur 10-fachen Größe der Erde) oder sogar noch größer, hindeuten?
Sheppard: Ganz richtig, Die Umlaufbahnen dieser wirklich sehr weit von uns entfernten Objekte scheinen sich in Clustern zusammenzufinden. Eine Erklärung dafür könnte ein sehr großes Objekt im äußeren Sonnensystem sein, dass diese Objekte auf diese ähnlichen Umlaufbahnen führt.
GreWi: Wenn dies so wäre, so würde ein derart großes Objekt dann doch ganz bestimmt der Definition für einen Planeten genügen?
Sheppard: Das könnte man meinen. Aber die derzeitige Planeten-Definition der IAU sieht das anders. Diese müsste also abgeändert werden.
GreWi: Könnte es sich bei diesem Himmelskörper auch um einen großen Gasplaneten, einen "Dunklen Jupiter" oder sogar einen Braunen Zwerg und damit um einen stellaren Begleiter unserer Sonne handeln?
Sheppard: Nein, dieses Objekt wäre nicht so groß wie Jupiter, da wir etwas derart großes dann mittlerweile doch schon entdeckt hätten. Aber eine felsige Super-Erde mit einer Masse von einer bis zehn Erden könnte uns bis heute durchaus entgangen sein.


Der Zwergplanet "2012 VP113" im Visier. | Copyright: Carnegie Institution for Science/ Scott S. Sheppard

GreWi: Für wie stark halten Sie die Hinweise oder gar Beweise für die Existenz eines solchen großen aber noch unentdeckten Himmelskörpers, basierend auf den beiden nun bekannten Umlaufbahnen von Sedna und "2012 VP113"?

Sheppard: Für unsere Berechnungen stehen die Umlaufbahnen der beiden Zwergplaneten im entfernten Sonnensystem und die einiger anderer Objekte in der Nähe des Neptun zur Verfügung. Basierend auf diesen wenigen Objekten kann die Existenz eines derart großen Objekts nicht ausgeschlossen werden. Es könnte dort draußen sein. Die Datengrundlage erlaubt es aber noch nicht von eindeutigen Beweisen zu sprechen.
Für die Ähnlichkeit der Umlaufbahnen der bislang entdeckten und analysierten Objekte könnte es auch noch eine andere Erklärung geben an die wir bislang noch nicht gedacht haben. Was wir jetzt wirklich benötigen, ist die Entdeckung weiterer dieser fernen Objekte im äußeren Sonnensystem, um zu überprüfen, ob sich deren ähnliche Umlaufbahnen tatsächlich häufen.
GreWi: Liest man ihre Pressemitteilung, so hat es aber den Anschein, dass Sie und Ihre Kollegen die Theorie eines noch unbekannten großen "Planeten" im äußeren Sonnensystem bevorzugen. Ist diese Beobachtung korrekt und wenn ja, warum?
Sheppard: Wir wissen einfach noch viel zu wenig darüber, warum diese Objekte diese ungewöhnlichen und zugleich ähnlichen Umlaufbahnen haben. Ein wirklich großer Körper im äußeren Sonnensystem wäre eine gute Erklärung. Es könnte aber auch sein, dass es irgendeinen (uns noch unbekannten) Effekt gibt, der dazu führt, dass wir Objekte mit diesen Umlaufbahnen schlichtweg einfacher finden. Bislang glauben wir aber nicht, dass es einen solchen Effekt gibt - ausgeschlossen ist es deshalb aber nicht. Die Theorie eines großen Planeten im äußeren Sonnensystem ist bislang nur eine Theorie, aber sie deckt sich eben mit dem, was wir sehen.
GreWi: Wenn wir das, was wir bislang über Sedna, "2012 YP113" und andere ähnliche Objekte wissen voraussetzen, so klingt es (zumindest für den astronomischen Laien) zunächst nach einer relativ einfachen Übung, anhand dieser Daten die genaue Umlaufbahn jenes großen Objekts zu berechnen, dass für die ungewöhnlichen Umlaufbahnen verantwortlich ist. Warum können wir dieses Objekt also nicht genau so einfach finden?
Sheppard: Im ersten Moment mag dies so einfach erscheinen. Schließlich wurde ja auch der Planet Neptun aufgrund der ungleichen Bewegungen des Planeten Uranus entdeckt. Allerdings war die Umlaufbahn des Uranus damals schon wirklich sehr genau bekannt. Es ist diese Genauigkeit, die uns zu den Umlaufbahnen dieser entfernten Objekte noch fehlt, um eben diese Ortsbestimmung berechnen zu können.


Illustration des Zwergplaneten Sedna. | Copyright: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)

GreWi: Da die beschrieben felsigen, planetaren Objekte derart weit von der Sonne entfernt sind, scheint die klassische Vorstellung von der sogenannten habitablen Zone (also jener Abstandsregion, innerhalb derer ein Planet/Objekt seinen Stern umkreisen muss, damit auf seiner Oberfläche Wasser in flüssiger Form - und damit die Grundlage zumindest des irdischen Lebens - existieren kann) gegen Leben auf diesen Objekten zu sprechen. Allerdings haben einige ihrer Kollegen in den letzten Jahren gezeigt, dass Leben sogar auf Einzelgängerplaneten (Planeten also, die frei durchs All treiben und dabei keine Sonne umkreisen) unter bestimmten Bedingungen lebensfreundlich sein könnten, solange sie nur über eine zu einem Stern alternative Energiequelle verfügen (...wir berichteten).


Sehen Sie vor diesem Hintergrund eine Möglichkeit, dass zumindest einige der Objekte um äußersten Sonnensystem - so weitere existieren - lebensfreundlich sind oder sogar schon Leben (in welcher Form auch immer) tragen?

Sheppard: Ein solches Szenario wäre meiner Meinung nach sehr unwahrscheinlich. Aber ein wirklich großes Objekt - größer als die Erde - könnte über ausreichend innere Hitze verfügen, damit unterhalb der Oberfläche Flüssigkeiten existieren könnten. In einem solchen Fall, gerade wenn es Wasser wäre, wäre es natürlich auch möglich, dass Leben dort entstanden sein könnte. Wenn auch unwahrscheinlich - aber möglich."
GreWi: Schließt dies Flüssigkeiten an/auf der Oberfläche dieser Objekte aus?
Sheppard: Nun, die Oberfläche derart weit entfernter Körper wäre einfach ziemlich kalt - zu kalt. Die Oberflächentemperatur auf "2012 VP113" beträgt wahrscheinlich minus 240 Grad Celsius. Auf dortigen Objekten sehe ich keine Chance für flüssiges Wasser auf der Oberfläche, da sie ihre innere Hitze viel zu schnell ins All verlieren und alle Flüssigkeiten an der Oberfläche sehr schnell gefrieren würden.
GreWi: Könnte eine eventuell vorhandene Atmosphäre davor schützen?
Sheppard: Nun, die einzige Möglichkeit, nach der ein dortiges Objekt seine Atmosphäre bewahren könnte, wäre die, dass es sich dabei um einen Gasriesen handeln würde. Jede andere Atmosphäre würde soweit draußen auf der Oberfläche regelrecht festfrieren.


GreWi: Es ist kaum eine Woche her, dass Astronomen auf der Grundlage der WISE-Mission erklärt hatten, dass man keine Hinweise auf die Existenz des lange Zeit angenommenen und gesuchten "Planet X" gefunden habe (...wir berichteten) - obwohl auch wenn selbst die WISE-Studie noch einen kleinen Raum für eine solche Entdeckung lässt. Wie kommt es zu dem ihrer jetzigen Entdeckung scheinbar widersprechenden Ergebnis der Suche mit WISE?
Sheppard: WISE war 'nur' auf die Suche nach Objekten von der Größe des Neptun und größer ausgelegt. Das Objekt, das wir jetzt gefunden haben und jene Objekte, wie wir sie vorhersagen, sind kleiner als Neptun.
GreWi: Mr. Sheppard, ich bedanke mich für dieses wirklich interessante und aufschlussreiche Interview.

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