Stellen Sie sich Jupiter und seine kleinen Asteroiden als kosmisches Halloween-Dekor auf der vorderen Treppe des Sonnensystems vor. Der Planet selbst – wirbelnd, stürmisch, der größte im Sonnensystem – ist der Kürbis, während die winzigen Asteroiden, die ihn begleiten, wie funky geformte Kürbisse sind, ein Cluster vorne und der andere hinten. Der Kürbis und diese Kürbisse werden seit Milliarden von Jahren so ausgestellt, durch eine Eigenart der Schwerkraft aneinandergereiht und ziehen die gleiche Schleife um die Sonne.
Anfang dieses Monats startete die NASA eine Raumsonde namens Lucy, um diese herbstliche Weltraumausstellung zu bewundern. Raumschiffe haben Jupiter schon einmal besucht, aber keines hat jemals die kleinen Asteroiden des Planeten aus der Nähe untersucht. Nach einem halben Jahrhundert der Erforschung der meisten großen Planeten und Monde beginnt die NASA jedoch, ihre Reichweite auf kleinere Nischenobjekte auszudehnen, von denen die meisten Menschen noch nie gehört haben. Jeder kennt den Kürbis Jupiter, aber wer hat schon von diesen funky geformten Kürbissen gehört? Bisher verlief die Mission nicht ganz nach Plan (dazu später mehr), aber die NASA scheint zuversichtlich, dass die Raumsonde eines Tages diese fernen, mysteriösen Objekte erreichen wird.
Astronomen kennen die Asteroiden schon seit geraumer Zeit. Ein deutscher Astronom entdeckte das erste im Jahr 1906, und im Laufe der Jahre, als die Teleskope immer ausgefeilter wurden, fanden Astronomen viele weitere. Sie begannen, die Objekte nach Figuren aus der berühmtesten Schlacht der griechischen Mythologie, dem Trojanischen Krieg, zu benennen: Achilles, Agamemnon, Hektor. Die heute zu Tausenden zählenden Asteroiden werden zusammen als Trojaner bezeichnet.
Die Trojanischen Asteroiden sind größer als der letzte Asteroid, den die NASA letztes Jahr besucht hat. Aber im kosmischen Maßstab sind sie immer noch klein, und vor allem im Vergleich zu Jupiter: Die meisten bekannten Trojaner haben ungefähr die Größe eines kleinen US-Bundesstaates, während mehr als 1.300 Erden in den Jupiter passen könnten. Die Trojaner sind dunkel, mit matten Oberflächen, die sehr wenig Sonnenlicht reflektieren. Die Gravitationskräfte von Sonne und Jupiter halten die Trojaner dort, wo sie sind; ein Satz bleibt dem Planeten auf seinem Weg um die Sonne immer voraus, und der andere folgt immer hinterher. Und die Trojaner könnten die am besten zuordenbaren Asteroiden im Sonnensystem sein: „Wie an einem kalten Wintermorgen [when] Es braucht viel mehr Energie, um das Bett zu verlassen, und die Asteroiden wollen die Energie auch nicht verwenden, um sich fortzubewegen“, sagte mir Sierra Ferguson, ein Planetenwissenschaftler am Southwest Research Institute in Boulder, Colorado.
Aber vieles über die Asteroiden ist noch unbekannt. Wir haben seit Jahrzehnten Fotos von Jupiter, aber selbst für leistungsstarke Weltraumteleskope wie Hubble erscheinen die Trojaner nur als Lichtflecken. Vom Boden aus beobachten Astronomen die Trojaner durch „Bedeckungen“, ein versehentlich gruselig klingender Begriff für ein astronomisches Phänomen, das Licht und Schatten beinhaltet. Manchmal fliegt ein trojanischer Asteroid kurz vor einem entfernten Stern im Sichtfeld der Erde vorbei und wirft für nur wenige Sekunden einen Schatten auf unseren Planeten. Astronomen schwärmen auf der ganzen Welt aus und versuchen zu beobachten, wie der Stern vorübergehend verblasst, während der Asteroid vorbeizieht. „Wenn Sie genug von diesen Teleskopen haben, die über ein ausreichend großes Gebiet verteilt sind“, sagt Alessondra Springmann, Wissenschaftlerin an der University of Arizona, „können Sie tatsächlich eine Silhouette des Asteroiden erhalten, indem Sie verfolgen, wie lange es dauert, bis der Stern schwach.“
Die Mission von Lucy zielt darauf ab, diese verschwommenen Silhouetten in strukturierte Welten zu verwandeln. Die Raumsonde wird in den nächsten 12 Jahren sieben Trojaner besuchen, deren Zusammensetzung und andere Eigenschaften untersuchen und prüfen, ob einer von ihnen einen eigenen winzigen Mond oder sogar einen zarten Satz Ringe hat. Es besteht auch die sehr reale Chance, dass das Team über etwas stolpert, das es sich nie vorgestellt hat. Als 2019 eine andere NASA-Raumsonde einen nahegelegenen Asteroiden besuchte, entdeckten Wissenschaftler, dass das Gestein Hunderte von kiesgroßen Stücken von sich selbst in den Weltraum schleuderte, ein Szenario, das niemand im Team vorhergesagt hatte.
Die Trojaner, so klein sie auch sind, könnten einige große Wahrheiten enthüllen. Wissenschaftler glauben, dass diese Asteroiden Überreste des frühen Sonnensystems sind, Teile, die nicht zusammengefegt wurden, um Planeten und Monde zu erschaffen. Deshalb hat das Team die Mission Lucy benannt, nach dem berühmten Skelett eines menschlichen Vorfahren, das Archäologen 1974 in Äthiopien entdeckten. So wie uns das Fossil Lucy neue Informationen über die menschliche Evolution lieferte, hoffen Astronomen, dass die Raumsonde Lucy Einblicke in die Formation geben wird des Sonnensystems.
Das liegt daran, dass Astronomen heute glauben, dass die äußeren Planeten – Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun – nicht dort entstanden sind, wo sie jetzt sind, sondern viel weiter draußen im Sonnensystem entstanden sind. Zu diesem Schluss kamen sie vor etwa 15 Jahren, nachdem Astronomen auf der ganzen Welt immer wieder Exoplaneten von der Größe des Jupiter fanden, die sehr nahe an ihren Sonnen kreisten. Eine solche Konfiguration implizierte, dass die Exoplaneten aus den äußeren Bereichen nach innen gewandert waren. Vielleicht ist das gleiche in unserem eigenen Sonnensystem passiert? Wissenschaftler sagen, dass sich die großen Planeten am Anfang um das Sonnensystem herumgedrängelt haben und ihre Schwerkraft schwankten. Jupiter muss einige Asteroiden mitgerissen haben, die weit hinter Neptun, wo viele andere Weltraumfelsen liegen, vorbeizogen und sie näher an die Sonne gebracht haben. Die Natur hat einige Felsen zu Planeten und Monden geglättet, aber sie ließ diese Asteroiden unberührt, schwebend im unsichtbaren Bernstein des Universums.
Lucy wird in den Trojanern nach Anzeichen für dieses uralte Gerangel suchen, sagte mir Andy Rivkin, ein planetarischer Astronom am Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Maryland. Astronomen verstehen einige Mineralien gut genug, um zu wissen, wo sie im Sonnensystem aufgrund ihrer Entfernung von der Wärme der Sonne erscheinen sollten. Lucys Instrumente konnten einige Substanzen erkennen, von denen man erwarten würde, dass sie irgendwo in der Neptunbahn, aber nicht in der Nähe von Jupiters Umlaufbahn, zu finden sind – ein Hinweis darauf, dass die Asteroiden tatsächlich aus den kalten Außenbezirken kamen.
Aber zuerst muss Lucy sich aufrichten. Nachdem die Raumsonde ins All gestartet war, hatte sie Mühe, eines ihrer beiden riesigen, zehneckigen Sonnenkollektoren zu entfalten, die, wenn sie eingesetzt werden, komplizierten Spinnweben ähneln. Das wackelige Solarpanel hat sich immer noch nicht ganz entfaltet, und die Ingenieure wissen noch nicht warum. Lucy wird weiter und länger von der Sonne entfernt fliegen als jedes andere solarbetriebene Raumfahrzeug in der Geschichte, und es braucht so viel Sonnenlicht, wie es bekommen kann. Ingenieure analysieren derzeit Daten und versuchen, eine Lösung zu finden. Sie könnten versuchen, die Panels irgendwann Mitte November wieder einzusetzen, sagte die NASA gestern, oder sie könnten sie einfach so lassen, wie sie sind. Wenn alles gut geht, wird Lucy sich zu einem der schönsten Displays des Sonnensystems schleichen und uns endlich die kürbisartigen Asteroiden bewundern lassen, die Jupiter, unserem großen Kürbis eines Planeten, um die Sonne folgen.