NASA/JPL-Caltech/B. Jonsson
Die Raumsonde Voyager 2 der NASA hat diese Ansichten von Uranus (links) und Neptun (rechts) während ihrer Vorbeiflüge an den Planeten in den 1980er Jahren aufgenommen.
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Astronomen haben drei bisher unbekannte Monde um Uranus und Neptun entdeckt, die am weitesten entfernten Planeten unseres Sonnensystems.
Der Fund umfasst einen Mondfleck, der Uranus umkreist – die erste Entdeckung dieser Art seit mehr als 20 Jahren – und zwei, die in der Umlaufbahn von Neptun entdeckt wurden.
„Die drei neu entdeckten Monde sind die lichtschwächsten, die jemals mit bodengestützten Teleskopen um diese beiden Eisriesenplaneten gefunden wurden“, sagte Scott S. Sheppard, Astronom an der Carnegie Institution für Wissenschaft, in einer Erklärung. „Um solche lichtschwachen Objekte sichtbar zu machen, war eine spezielle Bildverarbeitung nötig.“
Die Erkenntnisse werden hilfreich für Missionen sein, die in der Zukunft möglicherweise geplant sind, um Uranus und Neptun genauer zu erforschen – eine Priorität für Astronomen, da die Eisplaneten erst in den 1980er Jahren mit Voyager 2 im Detail beobachtet wurden.
Die drei Monde wurden am 23. Februar vom Minor Planet Center der Internationalen Astronomischen Union bekannt gegeben.
Der neu entdeckte Uranmond ist der 28., der den Eisriesen umkreist, und mit einem Durchmesser von 8 Kilometern wahrscheinlich auch der kleinste. Der Mond mit der Bezeichnung S/2023 U1 benötigt 680 Erdentage, um eine Umlaufbahn um den Planeten zu absolvieren. In Zukunft wird der winzige Satellit nach einer Shakespeare-Figur benannt, ganz in der Tradition, dass die Monde des Uranus literarische Namen tragen.
Sheppard entdeckte den Uranusmond im November und Dezember, als er Beobachtungen mit den Magellan-Teleskopen am Las Campanas-Observatorium in Chile durchführte. Er arbeitete mit Marina Brozovic und Bob Jacobson vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, zusammen, um die Umlaufbahn des Mondes zu bestimmen.
Scott Sheppard/Carnegie Science
Dieses Entdeckungsbild zeigt den neuen Uranusmond S/2023 U1 mit dem Magellan-Teleskop am 4. November 2023. Uranus (oben links) liegt knapp außerhalb des Sichtfelds.
Die Magellan-Teleskope spielten auch eine Schlüsselrolle dabei, Sheppard dabei zu helfen, den helleren der beiden neuen Neptunmonde, S/2002 N5, zu finden. Das Subaru-Teleskop, das sich auf Hawaiis ruhendem Vulkan Mauna Kea befindet, half Sheppard und seinen Mitarbeitern, dem Astronomen David Tholen von der Universität Hawaii, dem Astronomen Chad Trujillo von der Northern Arizona University und dem Planetenforscher Patryk Sofia Lykawka von der Kindai University in Japan, sich darauf zu konzentrieren der andere extrem schwache Neptunmond, S/2021 N1.
Beide Monde, die die Gesamtzahl der bekannten natürlichen Satelliten des Neptun auf 18 erhöhen, wurden erstmals im September 2021 gesichtet, erforderten jedoch in den letzten Jahren Folgebeobachtungen mit verschiedenen Teleskopen, um ihre Umlaufbahnen zu bestätigen.
„Nachdem die Umlaufbahn von S/2002 N5 um Neptun anhand der Beobachtungen von 2021, 2022 und 2023 bestimmt wurde, konnte man sie auf ein Objekt zurückführen, das 2003 in der Nähe von Neptun gesichtet, aber verloren gegangen war, bevor bestätigt werden konnte, dass es den Planeten umkreist“, sagte Sheppard .
Der helle Mond S/2002 N5 hat einen Durchmesser von 14 Meilen (23 Kilometer) und braucht fast neun Jahre, um Neptun zu umkreisen, während der schwache Mond S/2021 N1 einen Durchmesser von etwa 8,7 Meilen (14 Kilometer) hat und eine lange Umlaufbahn von etwa 20 Kilometern hat 27 Jahre. Beide werden irgendwann neue Namen erhalten, die auf die Nereiden-Meeresgöttinnen aus der griechischen Mythologie verweisen. Neptun wurde nach dem römischen Gott des Meeres benannt, daher sind die Monde des Planeten nach kleineren Meeresgöttern und Nymphen benannt.
Um alle drei Monde zu finden, waren Dutzende kurze, fünfminütige Belichtungen über einen Zeitraum von drei oder vier Stunden in verschiedenen Nächten erforderlich.
„Da sich die Monde relativ zu den Hintergrundsternen und Galaxien in nur wenigen Minuten bewegen, sind einzelne Langzeitbelichtungen nicht ideal, um tiefe Bilder von sich bewegenden Objekten aufzunehmen“, sagte Sheppard. „Durch die Überlagerung dieser Mehrfachbelichtungen erscheinen Sterne und Galaxien mit Spuren dahinter, und sich bewegende Objekte, die dem Wirtsplaneten ähneln, werden als Punktquellen gesehen, wodurch die Monde hinter dem Hintergrundrauschen in den Bildern hervortreten.“
Sheppard untersuchte die entfernten Winkelbahnen der Monde und stellte die Hypothese auf, dass die Satelliten aufgrund des Gravitationseinflusses der Riesenplaneten kurz nach ihrer Entstehung in die Umlaufbahn um Uranus und Neptun gezogen wurden. Die äußeren Monde, die alle Riesenplaneten in unserem Sonnensystem umkreisen – Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun – weisen ähnliche Konfigurationen auf.
„Selbst der auf die Seite geneigte Uranus hat eine ähnliche Mondpopulation wie die anderen Riesenplaneten, die unsere Sonne umkreisen“, sagte Sheppard. „Und Neptun, der wahrscheinlich das ferne Kuipergürtel-Objekt Triton einfing – einen eisreichen Körper, der größer als Pluto ist – ein Ereignis, das sein Mondsystem hätte stören können, hat äußere Monde, die seinen Nachbarn ähnlich erscheinen.“
Es ist möglich, dass einige der Monde um die Riesenplaneten Fragmente einst größerer Monde sind, die mit Asteroiden oder Kometen kollidierten und auseinanderbrachen.
Das Verständnis, wie die Riesenplaneten ihre Monde einfingen, hilft Astronomen, die chaotischen Anfänge unseres Sonnensystems zu verstehen.