Am Rand des Sonnensystems wurden 27 winzige Objekte entdeckt.
Diese Objekte kreisen um die Sonne außerhalb der Neptunbahn. Astronomen nennen sie transneptunische Objekte. Sie gelten als Überreste der Materie, die die junge Sonne vor mehr als 4 Milliarden Jahren umgab. Ihre Untersuchung ermöglicht es daher, Spuren der Bedingungen zu finden, unter denen sich die Planeten bildeten.
Diese Abbildung zeigt ein transneptunisches Objekt, einen kleinen, eisigen und lichtschwachen Körper, der die Sonne außerhalb der Neptunbahn umkreist. Diese Objekte sind so klein, dass sie selbst mit den Weltraumteleskopen Hubble und Webb der NASA nur als winzige, kaum sichtbare Punkte erscheinen.
Abbildung: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)
Das James-Webb-Weltraumteleskop entdeckte 27 davon dank seiner hohen Empfindlichkeit im Infrarotbereich. Das kleinste ist etwa 5 km groß. Das ist ungefähr fünfmal kleiner als die kleinsten Objekte dieser Art, die mit den empfindlichsten bodengestützten Teleskopen beobachtet werden können.
Das Aufspüren solch lichtschwacher Körper erfordert eine besondere Methode. Die Astronomen kombinierten mehrere Bilder und berücksichtigten dabei die erwartete Bewegung dieser Objekte am Himmel. Ihr schwaches Licht addiert sich dann an der richtigen Stelle, wodurch Quellen sichtbar werden, die auf den einzelnen Aufnahmen unsichtbar sind. Ein System für maschinelles Lernen half anschließend dabei, Fehlentdeckungen auszusortieren.
Hubble lieferte eine zweite Information. Webb beobachtet vor allem im Infrarotbereich, während Hubble ihr sichtbares Licht einfängt. Durch die Kombination beider Teleskope konnten die Forschenden ihre Farben bestimmen. Diese kleinen Körper haben ähnliche Farben wie deutlich größere transneptunische Objekte.
Dieses Detail erzählt einen Teil ihrer Geschichte. Die Farben hängen unter anderem von den Materialien ab, die an ihrer Oberfläche vorhanden sind. Ihr Aussehen bewahrt noch immer die Signatur der Regionen, in denen sie sich im jungen Sonnensystem gebildet haben.
Die Astronomen verglichen außerdem die Anzahl der Objekte in Abhängigkeit von ihrer Helligkeit, was Aufschluss über ihre Größe gibt. Sie finden weniger sehr kleine Objekte, als einige Modelle vorhergesagt hatten. Die Populationen auf sogenannten „kalten“ und „warmen“ Umlaufbahnen weisen jedoch eine recht ähnliche Größenverteilung auf.
Die Objekte der kalten Population sind in einer relativ stabilen Region geblieben. Ein Teil der warmen Population könnte sich näher an der Sonne gebildet haben, bevor er nach außen verdrängt wurde, als die großen Planeten ihre Umlaufbahnen veränderten. Gemeinsame Merkmale bei diesen beiden Gruppen liefern daher neue Einschränkungen für die Entstehung der ersten kleinen festen Körper.
Die 27 Entdeckungen stellen nur eine Stichprobe aus einem sehr kleinen Himmelsausschnitt dar. Umfangreichere Beobachtungen werden zeigen können, ob sich der scheinbare Mangel an winzigen Objekten bestätigt. Sie werden außerdem präzisieren, bis zu welchen Größen diese Körper die chemischen Spuren ihres Entstehungsortes bewahren.