Interstellares Objekt

Aufnahme von 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. Ein interstellares Objekt kann in der Regel nur erkannt werden, wenn es das Sonnensystem passiert.

Beispiele

Bisher wurden zwei interstellare Objekte in unserem Sonnensystem nachgewiesen. Das erste, im Oktober 2017 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. ʻOumuamua wurde erst nach seinem Periheldurchgang entdeckt und war daher nur für einige wenige Wochen beobachtbar.

Im Jahr 2019 wurde der Komet 2I/Borisov entdeckt, dessen hyperbolische Bahn eine Exzentrizität von etwa 3,4 hat. Borisov wurde schon auf seinem Weg zur Sonne hin entdeckt. Da er außerdem größer und aktiver war als ʻOumuamua, erhoffte man sich mehr wissenschaftliche Informationen von den Beobachtungen. Verschiedene Teleskope ermittelten Eigenschaften des Kometen. Er wurde bis Juli 2020 nachverfolgt.

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.

Im April 2022 wurden Forschungsergebnisse veröffentlicht, nach denen im Januar 2014 ein mutmaßliches interstellares Objekt, CNEOS 2014-01-08, nordöstlich von Papua-Neuguinea als Meteor in den Pazifik gestürzt ist.

Theorien zur Entstehung

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 fand Anfang der 1980er Jahre statt, als der Komet C/1980 E1, ursprünglich gravitativ an die Sonne gebunden, in der Nähe von Jupiter vorbeiflog und ausreichend beschleunigt wurde, um die Fluchtgeschwindigkeit aus dem Sonnensystem zu erreichen. Dies änderte seine Umlaufbahn von elliptisch zu hyperbolisch und machte ihn zum exzentrischsten bekannten Objekt der damaligen Zeit, mit einer Exzentrizität von 1,057. Es steuert nun auf den interstellaren Raum zu.

Menschengemachte interstellare Objekte

Die in den 1970er Jahren gestarteten Raumsonden Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 und Voyager 2 befinden sich auf hyperbolischen Bahnen und werden nie zu unserem Sonnensystem zurückkehren. Sie erreichten jeweils die dritte kosmische Geschwindigkeit ($v_{3}$) durch Swing-by-Manöver an Jupiter und Saturn.

Die 2006 gestartete Sonde 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. Sie wird ebenfalls, etwa 2043, in den interstellaren Raum eintreten.