Interstellares Objekt

Aufnahme des interstellaren Objekts 1I/ʻOumuamua (Punkt in der Bildmitte) mit dem William-Herschel-Teleskop.

Ein interstellares Objekt (lateinisch inter stellas ‚zwischen den Sternen‘) ist ein astronomisches Objekt, das sich im interstellaren Raum befindet und gravitativ nicht an einen Stern gebunden ist. Der Begriff kann auch auf Objekte angewandt werden, die sich auf einer interstellaren Bahn befinden, aber vorübergehend in der Nähe eines Sterns vorbeiziehen, wie z. B. bestimmte Asteroiden und Kometen (einschließlich Exokometen). Diese Objekte zeichnen sich durch eine hyperbolische Bahn, d. h. eine Bahn mit einer Exzentrizität größer 1 aus. Im Sonnensystem wurden bis Ende 2019 zwei Objekte identifiziert, die ihren Ursprung klar im interstellaren Raum haben: 1I/ʻOumuamua und 2I/Borisov.

Beobachtung

Aufgrund der großen Entfernungen kann ein interstellares Objekt in der Regel nur erkannt werden, wenn es das Sonnensystem passiert, wo es einer in diesem Bereich hyperbolischen Bahn folgt. Im Gegensatz dazu folgen gravitativ gebundene Objekte elliptischen Bahnen um die Sonne, wie die meisten Asteroiden, Kometen und Objekte in der Oortschen Wolke.

Beispiele

Bisher wurden zwei interstellare Objekte in unserem Sonnensystem nachgewiesen. Das erste entdeckte interstellare Objekt war 1I/ʻOumuamua, früher C/2017 U1 und A/2017 U1 genannt. Die Bahn hat eine numerische Exzentrizität von etwa 1,20. Im Jahr 2019 wurde der Komet 2I/Borisov entdeckt, dessen hyperbolische Bahn eine Exzentrizität von etwa 3,4. beträgt. ʻOumuamua wurde erst nach seinem Periheldurchgang entdeckt und war daher nur für einige wenige Wochen beobachtbar. Borisov wurde schon auf seinem Weg zur Sonne entdeckt und war bis Oktober 2020 beobachtbar. Da er außerdem größer und aktiver ist als ʻOumuamua, erhofft man sich mehr wissenschaftliche Informationen von den Beobachtungen.

Interstellare Objekte sind wahrscheinlich Planetesimale, die als Nebenprodukt bei der Stern- und Planetenentstehung entstanden sind und zu einem späteren Zeitpunkt ihren Heimatstern verlassen haben. Es gibt eine Reihe von Prozessen, die dazu führen können, dass Planetesimale aus dem Heimatsystem katapultiert werden. Es ist möglich, dass Objekte, die einen Stern umkreisen, durch die Interaktion mit einem dritten massiven Körper ausgestoßen werden und so zu interstellaren Objekten werden. Ein solcher Prozess wurde Anfang der 1980er Jahre eingeleitet, als der Komet C/1980 E1, zunächst gravitativ an die Sonne gebunden, in der Nähe von Jupiter vorbeikam und ausreichend beschleunigt wurde, um die Fluchtgeschwindigkeit aus dem Sonnensystem zu erreichen. Dies änderte seine Umlaufbahn von elliptisch zu hyperbolisch und machte es zum exzentrischsten bekannten Objekt der damaligen Zeit, mit einer Exzentrizität von 1,057. Es steuert auf den interstellaren Raum zu.

Jüngste Forschungen deuten darauf hin, dass der Asteroid (514107) Kaʻepaokaʻawela ein ehemaliges interstellares Objekt sein könnte, das vor etwa 4,5 Milliarden Jahren erfasst wurde, wie seine ko-orbitale Bewegung mit Jupiter und seine retrograde Umlaufbahn um die Sonne zeigen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Coryn Bailer-Jones konnte die Flugbahn auf bis zu 6,3 Millionen Jahre zurückverfolgen.

Künstliche interstellare Objekte

Die Raumsonden Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 und Voyager 2 befinden sich ebenfalls auf hyperbolischen Bahnen und kehren nie zu unserem Sonnensystem zurück. Die Sonden erreichten die dritte kosmische Geschwindigkeit ($v_{3}$) durch Swing-by-Manöver an Jupiter und Saturn. New Horizons wurde direkt in eine Hyperbelbahn gestartet und führte zusätzlich ein Swing-by-Manöver an Jupiter aus, um die Flugzeit zum primären Missionsziel Pluto zu verkürzen.