Rätselhafte Ringe um Zwergplaneten Quaoar entdeckt

Der Zwergplanet Quaoar ist mit einem Durchmesser von knapp 1100 Kilometern etwa halb so gross wie Pluto und zieht seine Bahn jenseits von Neptun, am Rand unseres Sonnensystems. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Bruno Morgado von der Universidade Federal do Rio de Janeiro in Brasilien hat nun entdeckt, dass Quaoar ein Ringsystem umgibt, das es laut gängigen Theorien so gar nicht geben sollte. Die Wissenschaftler nutzten dazu das Gran Telescopio Canarias auf La Palma. Im Fachmagazin «Nature» stellen sie nun mehrere Hypothesen auf, wie sich der rätselhafte Ring erklären liesse.

Ringsysteme sind an sich nichts Ungewöhnliches, am bekanntesten sind die von Saturn und Neptun. Auch andere Kleinkörper im Sonnensystem wie der Asteroid Chariklo oder der Zwergplanet Haumea sind von solchen Materialansammlungen umgeben. Quaoars Ringe liegen jedoch jenseits der so genannten Roche-Grenze und damit deutlich weiter vom Zentralkörper entfernt als alle bislang bekannten Ringsysteme. Das ist überraschend, denn laut gängiger Theorien sollten Ringe nur innerhalb der Roche-Grenze existieren, wo das Material aufgrund der stärkeren Anziehungskraft des Hauptkörpers nicht zusammenfinden kann. Jenseits dieser Grenze verklumpen das Gestein und die Eisbrocken, welche die Ringe bilden, und formen Monde.

Weil der 2002 entdeckte Quaoar so weit von der Erde entfernt um die Sonne kreist – in einer Distanz von knapp 6,5 Milliarden Kilometern –, ist er kaum mehr als ein kleiner Fleck in Aufnahmen von Grossteleskopen. Extrem schwach leuchtende Ringsysteme können gar nicht direkt abgebildet werden. Sie lassen sich aber indirekt nachweisen. Wenn Quaoar von der Erde aus gesehen an einem Stern am Himmel vorbeizieht und ihn kurzzeitig bedeckt, kann die Lichtkurve dieser Begegnung einiges verraten. Im Fall von Quaoar gab es nicht nur einen Helligkeitsabfall des Sterns, sondern gleich drei: einen starken in der Mitte, umgeben von zwei schwachen. Die beiden schwachen Verdunkelungen des Sterns, so schlossen die Forscher, kommen von Quaoars Ringsystem, das ihn in einer Entfernung von 4100 Kilometern umgibt.

Warum hat sich aus der Materie der Ringe kein Mond gebildet? Die Forschenden vermuten, dass Weywot, der 170 Kilometer grosse Mond von Quaoar, mit seiner Schwerkraft die Bildung anderer Monde stört. Begegnungen mit ihm, oder kleineren bisher unentdeckten Monden, könnten die Gesteins- und Eisbrocken immer wieder beschleunigen. Dadurch würde ihre Geschwindigkeit nie weit genug absinken, um nach Kollisionen zusammenzubleiben. Eine andere Erklärung für seine ungewöhnlichen Ringe könnte ein Mond sein, der kürzlich zerstört wurde und dessen Trümmer Quaoar jetzt umkreisen. Dieses Szenario sei jedoch eher unwahrscheinlich, schreiben die Forscher, da sich die Trümmer bereits innerhalb weniger Jahrzehnte wieder zu einem Mond zusammenfinden sollten. Welche dieser Erklärungen für den weiten Ring korrekt ist, müssen nun weitere Beobachtungen von Quaoar und seiner Umgebung zeigen.

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