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Begleiter der Erde (2): Kordylewski-Wolken

Abb. 1: Das eingeschränkte Schwerefeld von drei Massen besitzt fünf Gleichgewichtspunkte, von denen zwei stabil sind: L4 und L5.

In der vorherigen Ausgabe der Sternzeit haben wir den gravitativen Einfang von Asteroiden durch die Erde thematisiert. Im Sonne-Erde-System kennt man einen sogenannten „trojanischen Asteroiden“ (2010 TK7), der mit der Erdbahn koorbital die Sonne umrundet. Im zweiten Teil dieses Artikels wenden wir uns den Lagrange-Punkten des Erde-Mond-Systems zu. Ist es möglich, dass sich in den beiden Stabilitätspunkten der Mondbahn, L4 und L5, irgendwelche Himmelskörper aufhalten können?

Von diesem Gedanken war der polnische Astronom Kazimierz Kordylewski (1903 – 1981) überzeugt. Er arbeitete in den 1950er Jahren am Observatorium in Krakau an der Bahnbestimmung von Kometen und Asteroiden, doch sein Hauptinteresse galt der Photometrie, der Helligkeit von Sternen. Angeregt durch den Sternwartendirektor in Posen, Józef Witkowski (1892 – 1976), griff Kordylewski die Überlegung auf, ob es in den sogenannten Lagrange-Punkten des Mondes einen „Trojanischen Satelliten“ wie bei Jupiter geben kann.

Die Lagrange-Punkte

Die theoretische Grundlage hierfür hatte der französische Mathematiker Joseph-Louis Lagrange (1736 – 1813) gelegt. Als er 1772 die Bewegung von drei Massen untersuchte, fand er heraus, dass es insgesamt fünf Punkte gibt, in denen sich die Anziehungskräfte neutralisieren – unter der Voraussetzung, dass m1 >> m2 >> m3 gilt, wobei mj die jeweils beteiligten Massen sind. In Worten: Die Massen müssen zueinander vernachlässigbar klein sein (Abb. 1). Man nennt dies das „eingeschränkte Drei-Körper-Problem“.

Zwei der Stabilitätspunkte, L4 und L5, liegen 60° vor bzw. hinter der Verbindungslinie der beiden großen Körper; sie bildet mit ihnen ein gleichseitiges Dreieck. Als man im Jahre 1906 zufällig einen Asteroiden entdeckte, der ebendieses Kriterium für die Jupiterbahn erfüllte, nannte man ihn einfach (588)-Achilles. In der griechischen Mythologie war Achilles eine der Hauptfiguren im Trojanischen Krieg. Als man immer mehr Objekte mit ähnlichen Bahneigenschaften wie (588)-Achilles fand, begann man sie nach weiteren Kriegern aus jener Legende zu benennen. Der Begriff „Trojaner“ schwappte dann auf die speziellen Lagrange-Punkte L4 und L5 über.

 

Titelbild Ausgabe 3/2016

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