Originalveröffentlichung am 08.09.2026 zu finden unter: https://science.nasa.gov/mission/webb/latestnews/

Zusammenfassung: Diese Teleskope bieten den bislang besten Einblick in die frühe Phase der Planetenentstehung

Mehr als 100 Millionen Mal lichtschwächer als das, was mit bloßem Auge erkennbar ist, sind die weit außen gelegenen transneptunischen Objekte (TNOs) kleine, lichtschwache, eisige Himmelskörper, die die Sonne jenseits der Neptunbahn umkreisen. In der bislang tiefsten TNO-Untersuchung werteten Forscher nun Farbe, Zusammensetzung und Größenverteilung von 27 neu entdeckten TNOs aus – darunter einige der kleinsten und lichtschwächsten, die jemals direkt beobachtet wurden.

Mithilfe der NASA-Weltraumteleskope James Webb und Hubble bestimmten die Teams die Farben der Objekte, die wie ein Fingerabdruck ihrer Oberflächenbeschaffenheit fungieren, sowie deren Größe und Umlaufbahnen. Dabei gewannen sie den bislang besten Einblick in ein frühes Stadium der Planetenentstehung in unserem Sonnensystem. Durch Zusammenarbeit bei der Entdeckung und Charakterisierung dieser TNOs lieferten Webb und Hubble mehr Erkenntnisse über diese winzigen Objekte, als es jedem der beiden Teleskope allein möglich gewesen wäre.

Zum ersten Mal nutzten Wissenschaftler die gebündelte Kraft der Weltraumteleskope James Webb und Hubble der NASA, um einige der entlegensten Himmelskörper unseres Sonnensystems zu untersuchen: die transneptunischen Objekte (TNOs). Einige dieser Objekte sind die kleinsten und lichtschwächsten, die jemals direkt beobachtet wurden. Unerwartet fanden die Forscher, daß es weniger kleine TNOs gab als angenommen und daß die Farben dieser Körper denselben Gesetzmäßigkeiten folgten wie die ihrer größeren Verwandten.

Diese Objekte sind typischerweise kleine, lichtschwache und eisige Körper, die die Sonne jenseits der Neptunbahn umkreisen. Die meisten von ihnen sind mehr als 100 Millionen Mal lichtschwächer als Objekte, die mit bloßem Auge sichtbar sind. In zwei sich ergänzenden Studien, die am Dienstag im Astronomical Journal veröffentlicht wurden, analysierten Forschungsteams Farbe, Zusammensetzung und Größenverteilung von 27 neu entdeckten, winzigen und lichtschwachen TNOs.

Diese Klasse kleiner Himmelskörper gewährt einen einzigartigen Einblick in ein frühes Stadium der Planetenentstehung, bei der sich eine Scheibe aus Staub und Kieselsteinen um die Sonne zu „Planetesimalen“ – festen Bausteinen von der Größe einer Stadt – zusammenballte, ohne jedoch bereits zu ausgewachsenen Planeten zu verschmelzen. Jenseits des Neptun blieb dieser zweite Schritt aus, sodaß eine gefrorene Population von Planetesimalen zurückblieb.

Im Rahmen der bislang tiefsten Durchmusterung von TNOs untersuchten Teams – geleitet von Doktoranden der University of Victoria (Kanada) unter Federführung des National Research Council of Canada sowie der Northern Arizona University in Flagstaff – gleichzeitig einen Himmelsabschnitt mit Hubble (zur Beobachtung des sichtbaren Lichts der TNOs) und Webb (zur Beobachtung ihres Infrarotlichts). Die Forschergruppen maßen die Farben der Objekte, die wie ein Fingerabdruck Aufschluß über die Oberflächenbeschaffenheit geben, sowie deren Größe und bestimmten ihre Umlaufbahnen.

Bei diesen koordinierten Beobachtungen untersuchten die Teams zwei verschiedene Arten von TNOs. Die erste Gruppe, die dynamisch „kalten“ TNOs, bewegt sich auf ihren ursprünglichen, relativ kreisförmigen Bahnen um die Sonne innerhalb der Ebene des Sonnensystems. Die zweite Gruppe, die dynamisch „heißen“ TNOs, entstand ursprünglich zwischen den heutigen Positionen von Uranus und Neptun, wurde jedoch nach außen in ihre heutige Lage verdrängt, als die äußeren Gasriesen in der Frühzeit des Sonnensystems ihre Bahnen verlagerten. Heute befinden sie sich auf stark elliptischen Umlaufbahnen und bewegen sich abwechselnd aus der Ebene des Sonnensystems heraus und wieder in sie hinein.

Vor diesen Beobachtungen gingen Astronomen davon aus, daß kleine TNOs sowohl aus der heißen als auch aus der kalten Population zahlreiche Kollisionen durchlaufen hätten, wodurch sich ihre Oberflächen im Vergleich zu größeren TNOs verändert hätten. Doch die Beobachtungen zeigten ein anderes Bild. Die kleinen Himmelskörper ähneln vielmehr ihren größeren Gegenstücken. Dies deutet darauf hin, daß Zusammenstöße die Oberflächen nicht wesentlich verändern – sei es, weil es weniger Kollisionen gibt als erwartet, oder weil die TNOs auf irgendeine Weise ihre ursprüngliche, vor der Kollision vorhandene Zusammensetzung bewahren. Die Forschungsteams versuchen noch immer, dieses Rätsel zu lösen.

„Man könnte sich ein Szenario vorstellen, in dem Stöße und Zersplitterung die Oberflächenzusammensetzung verändern, sodaß winzige TNOs eine andere Oberflächenfarbe aufweisen würden als ihre größeren Geschwister. Es ist daher faszinierend zu sehen, daß die kleinsten Objekte sich gewissermaßen ‚erinnern‘ und die Geschichte ihrer Entstehung ‚bewahrt‘ haben“, erklärte Anastasia Morgan, Doktorandin an der Northern Arizona University und Leiterin der Studie zu Farbe und Zusammensetzung.

„Diese dynamisch ‚heißen‘ TNOs bewahren eine Signatur ihres Entstehungsortes, auch wenn ihre Umlaufbahnen seither stark durcheinandergebracht wurden“, sagte Koautor David Trilling von der Northern Arizona University.

Sowohl die „heißen“ als auch die „kalten“ Populationen scheinen seit ihrer Entstehung die ursprünglichen Farben beibehalten zu haben. Seit der Geburt des Sonnensystems gab es scheinbar kaum Veränderungen.

Die Webb-Daten ermöglichten es den Forschern zudem, die Zahl der Objekte in den jeweiligen Größenklassen zu bestimmen. Dabei stellten sie fest, daß die Größenverteilungen beider Populationen alles in allem überraschend ähnlich waren.

„Es ist sehr interessant, daß der Prozeß der Planetesimalbildung letztlich bei kalten wie heißen Populationen zu derselben Größenverteilung führt, obwohl sie in unterschiedlichen Regionen des frühen Sonnensystems entstanden sind. Der Prozeß scheint unabhängig von den Bedingungen in der Scheibe zu verlaufen und bringt ähnliche Planetesimalgrößen hervor, ganz gleich, ob die Scheibe heiß oder kalt, dicht oder locker strukturiert ist“, erklärte Marielle Eduardo, Doktorandin an der University of Victoria, die die  Studie zur Größenverteilung leitete.

Zudem fanden die Forscher weniger dieser sehr kleinen Himmelskörper vor, als sie auf der Grundlage bestimmter Modelle zur Planetenentstehung erwartet hatten. Webb entdeckte 27 neue, bemerkenswert lichtschwache TNOs, wovon eines davon so schwach war, daß es dem Anblick eines kleinen Schwarms von Glühwürmchen auf dem Mond von der Erde aus entspräche. Das kleinste beobachtete Objekt hat einen Durchmesser von ungefähr 5 Kilometern; das ist rund fünfmal kleiner, als es mit den empfindlichsten erdgebundenen Teleskopen überhaupt nachweisbar wäre.

Dieses Projekt wäre ohne die Zusammenarbeit von Webb und Hubble nicht möglich gewesen, um diese TNOs zu entdecken und zu charakterisieren. Dank Webb’s Empfindlichkeit im Infrarotbereich und Hubble’s Empfindlichkeit im sichtbaren Licht liefern die Weltraumteleskope Erkenntnisse, welche jedem der beiden allein nicht möglich wäre.

Das Hubble-Weltraumteleskop ist seit über drei Jahrzehnten in Betrieb und macht weiterhin bahnbrechende Entdeckungen, die unser grundlegendes Verständnis des Universums prägen. Hubble ist ein Projekt internationaler Zusammenarbeit zwischen der NASA und der ESA (Europäische Weltraumorganisation). Das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, leitet das Teleskop und den Betrieb der Mission. Lockheed Martin Space mit Sitz in Denver, Colorado, unterstützt ebenfalls den Missionsbetrieb in Goddard. Das Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, das von der Association of Universities for Research in Astronomy betrieben wird, führt den wissenschaftlichen Betrieb von Hubble für die NASA durch.

Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das weltweit führende Observatorium für Weltraumforschung. Webb wird Rätsel in unserem Sonnensystem lösen, einen Blick auf ferne Welten um andere Sterne werfen und die geheimnisvollen Strukturen und Ursprünge unseres Universums und unseren Platz darin erforschen. Webb ist ein internationales Programm unter der Leitung der NASA und ihrer Partner ESA (Europäische Weltraumorganisation) und CSA (Kanadische Weltraumorganisation).

Abbildung eines transneptunischen Objekts

Über das Bild: Diese künstlerische Darstellung zeigt ein transneptunisches Objekt (TNO), einen kleinen, lichtschwachen, eisigen Himmelskörper, der die Sonne jenseits der Neptunbahn umkreist. TNOs sind oft mehr als 100 Millionenmal lichtschwächer als Objekte, die mit bloßem Auge sichtbar sind, und so klein, daß sie selbst auf den Aufnahmen der NASA-Weltraumteleskope Hubble und Webb nur als winzige Lichtpunkte erscheinen.

Winzige Welten, entdeckt von Webb und Hubble

• Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center
• Leitender Produzent: Paul Morris
• Musik: „Float On“ by Layla Pavey [PRS] and Samuel John Chase [PRS] viaZone Music Ltd [PRS] and Universal Production Music

Auf Grund der Größe wird auf die Originalseite der Videoveröffentlichung verwiesen. Dort ist das Video abrufbar.

Jenseits des Neptun umkreisen unzählige gefrorene Welten seit Milliarden von Jahren die Sonne und bewahren Hinweise aus den ersten Tagen unseres Sonnensystems.

Durch die Kombination von Beobachtungen der NASA-Weltraumteleskope James Webb und Hubble entdeckten Astronomen bislang unbekannte transneptunische Objekte (TNOs) im Rahmen der bislang tiefgreifendsten Suche nach diesen fernen Himmelskörpern.

Gemeinsam ermöglichen Webb und Hubble den Forschern einen neuen Blick auf einige der ältesten Überlebenden des Sonnensystems und liefern neue Erkenntnisse darüber, wie sich die Bausteine ​​von Planeten, einschließlich der Erde, einst gebildet haben.