Trojaner (Astronomie)

Als Trojaner wurden ursprünglich die zwei Gruppen von Asteroiden bezeichnet, die die Sonne auf der gleichen Bahn wie der Jupiter umkreisen, ihm jedoch auf den Librations- oder Lagrange-Punkten mit einem mittleren Abstand von 60° auf dem Lagrange-Punkt L₄ vorauseilen beziehungsweise nachfolgen (L₅). Diese sind die Gleichgewichtspunkte und stellen einen Sonderfall des sonst nur schwer lösbaren Dreikörperproblems dar. Das System Sonne – Planet – Trojaner bildet für jeden dieser Kleinkörper ein stabiles Dreikörpersystem. Als man solche Körper auch bei anderen Planeten fand, wurde der Begriff Trojaner auf alle vergleichbaren koorbitalen Objekte ausgedehnt.

Die bislang gefundenen Trojaner sind nach den Personen aus Homers Ilias benannt: die vorauseilenden Asteroiden (bis auf Hektor) nach den griechischen, die nacheilenden (bis auf (617) Patroclus) nach den trojanischen Helden.

Darstellung des inneren Sonnensystems. Die Trojaner-Asteroiden des Jupiters sind grün markiert.

Trojaner von Planeten

Bei den Planeten wurden bislang nur von Merkur und Saturn noch keine Trojaner entdeckt.

Venus-Trojaner und -Begleiter

Im Juli 2013 fand man bei der Venus erstmals einen Trojaner, der die Bezeichnung 2013 ND₁₅ erhielt. Zuvor, seit 2001, fand man bereits die Quasisatelliten (322756) 2001 CK₃₂, 2002 VE₆₈ und 2012 XE₁₃₃. Der unter 100 Meter große 2013 ND₁₅ wurde als erster echter Venus-Trojaner identifiziert, jedoch wird der Asteroid innerhalb von etwa 500 Jahren seine Trojaner-Bahn wieder verlassen und erneut zu einem Quasisatelliten werden.

Erd-Trojaner und -Begleiter

Von der Erde ist bislang nur ein Trojaner bekannt, im Juli 2011 wurde der Asteroid 2010 TK₇ als Trojaner identifiziert. Ferner gibt es den Asteroiden 2002 AA₂₉, der zwischen den Lagrange-Punkten L₄ und L₅ hin- und herpendelt. Nach der die Entstehung des Mondes beschreibenden Kollisionstheorie entwickelte sich im L₄-Punkt der Erdbahn der Protoplanet Theia, der durch eine nachfolgende Kollision mit der Erde für die Entstehung des Mondes sorgte.

Mars-Trojaner

1990 wurde auch im Librationspunkt L₅ des Mars ein Trojaner entdeckt, der Eureka getauft wurde. Mittlerweile sind acht weitere Mars-Trojaner bekannt: (101429) 1998 VF₃₁, (311999) 2007 NS₂, 2001 DH47, 2011 SC191, 2011 UN63, 2011 SL25, 2011 UB256 und (121514) 1999 UJ₇, davon wurde letzterer im L₄-Punkt entdeckt.^[1][2] Vom Minor Planet Center sind bislang allerdings erst die vier Nummerierten bestätigt. Ausgenommen (101429) 1998 VF₃₁ und (121514) 1999 UJ₇ haben alle ähnliche Bahnelemente und könnten eine Familie um Eureka bilden.^[2]

(Jupiter-)Trojaner

Trojanerasteroiden 60° vor und hinter Jupiter. Ihre Verteilung unterscheidet sie deutlich vom Hauptgürtel.

Bislang sind bei Jupiter im Punkt L₄ 4.188 und im Punkt L₅ 2.268 Trojaner bekannt (Stand: 24. Januar 2017^[3]). Die Größenordnung der Gesamtzahl dürfte mit der des Hauptgürtels vergleichbar sein, wegen der größeren Entfernung ist aber bisher nur ein geringerer Teil als im Hauptgürtel entdeckt worden.^[4] Der erste Trojaner, (588) Achilles, wurde 1906 von Max Wolf entdeckt. Der weitaus größte Trojaner dürfte der 1907 entdeckte (624) Hektor sein, ein unregelmäßig geformter Asteroid von 370 mal 195 Kilometer Ausdehnung.

Jupiter hat durch seine dominierende Masse enormen Einfluss auf das äußere Sonnensystem und verursacht zahlreiche Instabilitäten an den Asteroiden und deren Bahnen. Viele Astronomen meinen deshalb, dass auch im Bereich der Trojaner ein steter, langsamer Wechsel im Gang ist.
Ihre heute unerwartet große Zahl – im Jahr 1960 kannte man erst 20 – wird durch gegenseitige Kollisionen erklärt. Weil sie mit Albedos um 0,04 ähnlich dunkel oder dunkelrot sind wie die Asteroiden des äußeren Sonnensystems, stammen viele Trojaner vermutlich von dort, gehörten also einst zu den Transneptunischen Objekten (TNO).

Vereinzelt dürften sich Trojaner durch Bahnstörungen oder Stöße wieder von den Librationspunkten (Lagrange-Punkten) lösen und in Richtung Marsbahn abdriften.

Uranus-Trojaner

Mitte des Jahres 2013 wurde der bisher einzige Trojaner entdeckt, der auf der Uranus-Bahn um die Sonne kreist. Der Asteroid 2011 QF₉₉ läuft seinem Planeten auf Librationspunkt L₄ seit mindestens 700.000 Jahren voraus und behält seine Position in etwa für die kommenden 1.000.000 Jahre bei. Danach wird er neuerlich zu einem Zentauren werden.^[5] Die Entdeckung des 60 Kilometer durchmessenden Asteroiden aus Eis und Gestein sorgte in Fachkreisen für Überraschung, da man bisher annahm, es könnten wegen des gravitativen Einflusses von Jupiter und Neptun keine Uranus-Trojaner existieren.

Neptun-Trojaner

Ende 2001 fand man auch 60° vor Neptun einen Trojaner. Mit dem 4-m-Spiegelteleskop am Cerro Tololo aufgenommen, erhielt der 230-km-Körper die Asteroiden-Nummer 2001 QR₃₂₂, war aber erst nach einem Jahr „gesichert“. Er umrundet die Sonne – genau wie Neptun – in 166 Erdjahren. Mittlerweile sind 8 weitere Neptun-Trojaner bekannt: (385571) Otrera, 2005 TN₅₃, (385695) 2005 TO₇₄, 2006 RJ₁₀₃, 2007 VL₃₀₅ sowie 2004 KV₁₈, 2008 LC₁₈ und 2011 HM₁₀₂. Die sechs erstgenannten befinden sich alle auf L₄, die letzten drei auf L₅.

Ursprünglich wurde die L₄-Position auch von 2008 LC₁₈ angenommen. Am 12. August 2010 gab das Department of Terrestrial Magnetism (DTM) der Carnegie Institution of Washington in Washington D. C. jedoch bekannt, dass sich 2008 LC₁₈ auf der Lagrange-Position L₅ bewegt. Es ist der erste nachgewiesene Neptun-Trojaner auf dieser Position.^[6]

Am 25./26. August 2014 kreuzte die Raumsonde New Horizons die Neptunbahn nicht allzu weit vom Lagrangepunkt L₅. Für die Beobachtung der Neptun-Trojaner befand sich die Sonde jedoch zu weit von diesen entfernt, siehe beispielsweise 2011 HM102.

Trojaner von Monden

Ein Trojaner-Mond ist ein natürlicher Satellit eines Planeten, der sich in einem der Librations- oder Lagrange-Punkte eines größeren Mondes bewegt. Die Trojaner-Monde bilden eine Untergruppe der koorbitalen Monde.

Gegenwärtig sind vier Trojaner-Monde bekannt, die sich alle im Mond­system des Planeten Saturn befinden:

• der Saturnmond Tethys wird auf seiner Bahn von den beiden kleineren Monden Telesto (Lagrange-Punkt L₄) und Calypso (L₅-Punkt) begleitet;
• der Saturnmond Dione teilt sich seine Bahn mit den beiden kleineren Monden Helene (L₄-Punkt) und Polydeuces (L₅-Punkt).

In den L₄- und L₅-Punkten der Bahn des Erdmondes wurden sehr schwache Staubwolken gefunden, die (nicht unabhängig bestätigten) Kordylewskischen Wolken, die noch schwächer als der schwache Gegenschein ausgeprägt sind.

Monde von Trojanern

Bei dem Jupiter-Trojaner (617) Patroclus, der sich auf dem Lagrange-Punkt L₅ bewegt, wurde am 22. September 2001 erstmals ein Mond eines Trojaners entdeckt und Menoetius benannt. Beide Körper bewegen sich auf Kreisbahnen um den gemeinsamen Schwerpunkt.

Seither wurden drei weitere Monde nachgewiesen, die Trojaner von Jupiter umkreisen, und zwar bei den L₅-Trojanern (17365) 1978 VF₁₁ und (29314) Eurydamas sowie bei dem L₄-Trojaner (624) Hektor.

Siehe auch

• Liste der Asteroiden – Trojaner
• Liste der Monde von Asteroiden

Weblinks

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• Sternenbote: Jahrgang 45/12, Seite 222–234: Die Asteroiden – Dramatik und Schutt im Planetensystem: Gottfried Gerstbach: Artikel auf der Seite des Autors als PDF abrufbar: http://g.gerstbach.at/papers/Asteroid1202gg.pdf (PDF; 532 kB)
• Liste aller Trojaner bei www.cfa.harvard.edu (englisch)
• Christian Pinter: Die Trojaner des Weltalls – Wiener Zeitung, 28. Dezember 2007
• Erster Neptun-Trojaner bei kuffner-sternwarte.at
• Asteroiden mit Identitätsproblemen – Ein (Doppel-) Trojaner des Jupiters ist möglicherweise ein Komet – Nachrichtenartikel vom 4. Februar 2006 auf wissenschaft.de

Einzelnachweise