In koordinierten Beobachtungen untersuchten Forscherteams zwei verschiedene Arten von transneptunischen Objekten (TNOs). Die zweite Beobachtung betraf Chariklo, das die Sonne zwischen Saturn und Uranus umkreist, in einer Entfernung, die etwa 17-mal größer ist als die zwischen Erde und Sonne. Die Studie legt zudem nahe, dass ein planetengroßes Objekt, möglicherweise einst ein Besucher des Sonnensystems, unsere kosmische Umgebung dauerhaft verändert haben könnte, indem es die Umlaufbahnen der vier äußeren Planeten verzerrte.
Mithilfe koordinierter Beobachtungen untersuchten Forscherteams zwei verschiedene Arten von transneptunischen Objekten (TNOs). Die erste Art, die dynamisch „kalten“ TNOs, befinden sich in ihren ursprünglichen, relativ kreisförmigen Umlaufbahnen um die Sonne in der Ebene des Sonnensystems. Die zweite Art, die dynamisch „heißen“ TNOs, entstanden zwischen den heutigen Positionen von Uranus und Neptun, wurden aber nach außen geschleudert, als die äußeren Gasriesen in der Frühzeit des Sonnensystems wanderten.
Heute befinden sie sich auf stark elliptischen Umlaufbahnen und bewegen sich in die Ebene unseres Sonnensystems und darüber hinaus. Die NASA-Weltraumteleskope Hubble und Webb haben ferne Objekte im Sonnensystem entdeckt, die sich an die Vergangenheit „erinnern“.
Erstmals haben Wissenschaftler die kombinierten Fähigkeiten der NASA-Weltraumteleskope Hubble und James Webb genutzt, um einige der entferntesten Objekte unseres Sonnensystems – transneptunische Objekte (TNOs) – zu untersuchen. Einige dieser Objekte sind die kleinsten und lichtschwächsten, die jemals direkt beobachtet wurden. Die Forscher entdeckten unerwartet weniger kleine TNOs als erwartet und stellten fest, dass die Farben dieser Objekte denen ihrer größeren Pendants entsprechen.
Diese Objekte sind typischerweise kleine, lichtschwache, eisige Körper, die jenseits der Neptunbahn die Sonne umkreisen. Die meisten sind mehr als 100 Millionen Mal lichtschwächer als mit bloßem Auge sichtbare Objekte. In zwei sich ergänzenden Artikeln, die im September 2026 im „Astronomical Journal“ veröffentlicht wurden, analysierten Forscherteams die Farbe, Zusammensetzung und Größenverteilung von 27 neu entdeckten winzigen, lichtschwachen transneptunischen Objekten.
Diese Klasse kleiner Himmelskörper bietet die beste Möglichkeit, die frühen Stadien der Planetenentstehung zu erforschen, als sich die die Sonne umkreisende Scheibe aus Staub und Kieselsteinen zu stadtgroßen Planetesimalen – den festen Bausteinen, aus denen Planeten entstehen – verdichtete, aber noch nicht zu vollständig entwickelten Welten zusammenwuchs. Jenseits des Neptun fand dieses zweite Stadium nie statt, wodurch eine eingefrorene Population von Planetesimalen zurückblieb.
In der bisher umfassendsten Studie transneptunischer Objekte (TNOs) untersuchte ein Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Doktoranden der University of Victoria in Kanada (unter der Schirmherrschaft des National Research Council of Canada) und der Northern Arizona University in Flagstaff gleichzeitig einen Himmelsausschnitt. Dabei nutzten sie das Hubble-Weltraumteleskop, das das sichtbare Licht der TNOs beobachtete, und das Webb-Weltraumteleskop, das deren Infrarotlicht erfasste. Das Team maß die Farben der Objekte, die als „Fingerabdruck“ ihrer Oberflächenzusammensetzung dienen, sowie ihre Größe und bestimmte ihre Umlaufbahnen.
Vor diesen Beobachtungen gingen Astronomen davon aus, dass kleine transneptunische Objekte (TNOs) sowohl der heißen als auch der kalten Population zahlreiche Kollisionen erlitten und dadurch ihre Oberflächen im Vergleich zu größeren TNOs verändert hätten. Beobachtungen haben jedoch etwas anderes gezeigt. Stattdessen ähneln die kleinen Körper ihren größeren Pendants. Dies bedeutet, dass Kollisionen ihre Oberflächen nicht wesentlich verändern – möglicherweise, weil es weniger Kollisionen gibt als erwartet oder weil TNOs auf irgendeine Weise ihre ursprüngliche Zusammensetzung vor den Kollisionen beibehalten. Forschungsteams versuchen weiterhin, dieses Rätsel zu lösen.
Diese Künstlerskizze zeigt ein transneptunisches Objekt – einen kleinen, lichtschwachen, eisigen Körper, der jenseits der Neptunbahn die Sonne umkreist. Diese Objekte sind so klein, dass sie selbst mit den Weltraumteleskopen Hubble und Webb der NASA nur als winzige Lichtpunkte erscheinen. NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)
„Man kann sich eine Situation vorstellen, in der Einschläge und Fragmentierung die Oberflächenzusammensetzung verändern, und dann würde man winzige transneptunische Objekte mit anderen Oberflächenfarben als ihre größeren Gegenstücke sehen. Es ist also wirklich faszinierend zu sehen, dass die kleinsten Objekte sich auf gewisse Weise an ihre Entstehungsgeschichte ‚erinnern‘ und sie bewahren“, sagte Anastasia Morgan, Doktorandin an der Northern Arizona University, die die Studie zu Farbe und Zusammensetzung leitete.
„Diese dynamisch ‚heißen‘ transneptunischen Objekte bewahren Spuren ihres Ursprungs, obwohl sich ihre Umlaufbahnen seither verändert haben“, sagte David Trilling von der Northern Arizona University, einer der Koautoren der Studie.
Sowohl die „heißen“ als auch die „kalten“ Populationen scheinen die gleichen Farben beizubehalten, die sie bei ihrer Entstehung hatten, und sind seit der Entstehung des Sonnensystems praktisch unverändert geblieben.
Webbs Daten ermöglichten es den Forschern auch, die Anzahl der Objekte jeder Größe zu messen. Sie stellten fest, dass die Gesamtgrößenverteilung in beiden Populationen überraschend ähnlich war.
„Es ist sehr interessant, dass die Planetesimalenbildung letztendlich zu einer ähnlichen Größenverteilung sowohl bei kalten als auch bei heißen Planetesimalen führt, obwohl diese in unterschiedlichen Regionen des frühen Sonnensystems entstanden sind. Dieser Prozess scheint unabhängig von den Bedingungen der Scheibe zu sein, und die Planetesimalengrößen sind ähnlich, egal ob die Scheibe heiß oder kalt, dicht oder locker ist“, sagte Marielle Eduardo, Doktorandin an der University of Victoria und Leiterin der Studie zur Größenverteilung.
Forscher entdeckten zudem weniger dieser sehr kleinen Objekte als aufgrund einiger Planetenentstehungsmodelle erwartet. Das Webb-Teleskop entdeckte 27 neue, überraschend lichtschwache transneptunische Objekte. Eines davon ist so lichtschwach, dass es von der Erde aus betrachtet wie ein kleiner Schwarm Glühwürmchen auf dem Mond erscheint. Das kleinste dieser Objekte hat einen Durchmesser von etwa 5 Kilometern und ist damit etwa fünfmal kleiner als das, was selbst die empfindlichsten bodengebundenen Teleskope erfassen können.
Dieses Projekt wäre ohne die Zusammenarbeit der Hubble- und Webb-Teleskope zur Entdeckung und Charakterisierung dieser transneptunischen Objekte nicht möglich gewesen. Dank Hubbles Empfindlichkeit im sichtbaren Licht und Webbs Empfindlichkeit im Infrarotbereich liefern diese Weltraumteleskope mehr Informationen, als jedes einzelne allein hätte gewinnen können.
Das Hubble-Weltraumteleskop ist seit über drei Jahrzehnten in Betrieb und liefert weiterhin bahnbrechende Entdeckungen, die unser grundlegendes Verständnis des Universums prägen. Hubble ist ein internationales Gemeinschaftsprojekt der NASA und der ESA (Europäischen Weltraumorganisation). Das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, leitet das Teleskop und den Missionsbetrieb. Lockheed Martin Space mit Sitz in Denver unterstützt den Missionsbetrieb ebenfalls in Goddard. Das Space Telescope Science Institute in Baltimore, das von der Association of Universities for Research in Astronomy (AURA) betrieben wird, führt die wissenschaftlichen Operationen von Hubble im Auftrag der NASA durch.
Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das weltweit führende Observatorium für die Weltraumforschung. Webb entschlüsselt die Geheimnisse unseres Sonnensystems, richtet den Blick über es hinaus auf ferne Welten um andere Sterne und erforscht die rätselhafte Struktur und den Ursprung unseres Universums sowie unseren Platz darin. Webb ist ein internationales Programm unter der Leitung der NASA und ihrer Partner, der ESA (Europäischen Weltraumorganisation) und der CSA (Kanadischen Weltraumorganisation).
Saturn ist zwar der bekannteste Ringplanet im Sonnensystem, doch auch andere Planeten besitzen Ringsysteme, wenn auch weniger ausgeprägt. Dazu gehören Uranus, Neptun und Jupiter. Chariklo und der noch kleinere Himmelskörper Chiron zeigen jedoch, dass selbst kleinste Objekte Ringe bilden können. Dank der unglaublichen Empfindlichkeit des JWST-Teleskops wissen Wissenschaftler nun, dass die Ringe von Chariklo noch ungewöhnlicher sind als ursprünglich angenommen, als sie 2013 entdeckt wurden.
Bei dem fraglichen Objekt handelt es sich um Chariklo, einen Asteroiden, der zwischen Saturn und Uranus die Sonne umkreist – in einer Entfernung, die etwa 17-mal größer ist als die Entfernung zwischen Erde und Sonne. Obwohl sein Durchmesser nur etwa 250 Kilometer beträgt, besitzt Chariklo, ein Mitglied der Zentauren-Familie, zwei dicke Ringe.
Ein Forscherteam des Instituts für Astrophysik Andalusiens (IAA-CSIC) begann im Oktober 2022 mit der Beobachtung des Sterns Chariklo mithilfe des JWST-Teleskops. Sie nutzten die sogenannte Sternbedeckung, eine Methode, die die Helligkeitsabnahme eines Sterns misst, wenn ein Objekt vor ihm vorbeizieht. Die Ergebnisse des Teams wurden am 9. September 2026 in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.
Helligkeitsabfälle eines fernen Sterns, verursacht durch die Bedeckung durch Chariklo und seine Ringe. ESO/Felipe Braga Ribas/M. Kornmesser
„Durch den Vergleich von JWST-Beobachtungen mit Daten, die während anderer Sternbedeckungen im Laufe des letzten Jahrzehnts gewonnen wurden, stellten wir gegenläufige Veränderungen in den beiden Ringen fest: Der innere Ring weist eine deutlich höhere Opazität auf, während der äußere Ring eine geringere Opazität aufweist“, sagte Teamleiter Pablo Santos-Sanz vom IAA-CSIC in einer Erklärung.
Die sich verändernden Ringe des Asteroiden deuten darauf hin, dass seine physikalischen Prozesse weitaus komplexer sind als bisher angenommen. Dies ist von Bedeutung, da Wissenschaftler bisher davon ausgingen, dass die Ringe kleiner Himmelskörper relativ stabil seien.
„Unsere Ergebnisse zwingen uns, die Entstehung, die Entwicklung und die Mechanismen, die ihre Stabilität aufrechterhalten, neu zu überdenken“, sagte Santos-Sanz. „Die Fähigkeit, diese Veränderungen zu erkennen, eröffnet neue Wege zum Verständnis der Entwicklung dieser Systeme und möglicherweise auch anderer Ringsysteme im Sonnensystem.“
Diese Forschung stellt nicht nur einen wichtigen Schritt zu unserem Verständnis der Asteroiden und der Ringe des Sonnensystems dar, sondern ist auch ein bedeutender Meilenstein für das JWST-Teleskop.
„Um dies zu erreichen, waren außergewöhnlich präzise Kenntnisse über die Umlaufbahn von Chariklo, die Position des Sterns (dank der Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation) und die Bahn des JWST-Teleskops selbst um den Lagrange-Punkt L2 erforderlich, eine Region im Weltraum, die etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt liegt“, sagte Teammitglied Yucel Kilic vom IAA-CSIC. „Das JWST-Teleskop umkreist diese Region und benötigt daher regelmäßige Positionskorrekturen.“
( Hauptbild) Der kleine Himmelskörper Chariklo (Einsatz). Künstlerische Darstellung des JWST-Teleskops. L. Macke, Pariser Observatorium/NASA/ESA
Während der Sonnenfinsternis, die das Team für seine Studie nutzte, bewegte sich Chariklo mit einer Geschwindigkeit von etwa 5.600 Meilen pro Stunde (2,5 Kilometer pro Sekunde) relativ zum JWST-Teleskop.
Für irdische Verhältnisse ist das unglaublich schnell, aber vergleichsweise langsam für Objekte, die sich rasant durch das Sonnensystem bewegen. Diese geringe Geschwindigkeit ermöglichte eine beispiellos detaillierte Aufnahme der Ringe von Chariklo. Astronomen nutzen derzeit Sonnenfinsternisse, um Chariklo und seine Ringe zu erforschen, da selbst das JWST-Teleskop nicht leistungsstark genug ist, um diesen kleinen und weit entfernten Asteroiden direkt abzubilden.
Eine weitere Studie legt nahe, dass ein planetengroßes Objekt, das einst das Sonnensystem besucht haben könnte, unsere kosmische Umgebung dauerhaft verändert haben könnte, indem es die Umlaufbahnen der vier äußeren Planeten verzerrte. Die Ergebnisse könnten Aufschluss über die Ursachen einiger Besonderheiten in den Bahnen dieser Planeten geben.
Seit Jahrzehnten diskutieren Astronomen über die Entstehung der Planeten unseres Sonnensystems. Die meisten Hypothesen stimmen jedoch darin überein, dass die Planeten konzentrische Kreisbahnen um die Sonne in einer Ebene beschreiben. (Von der Seite betrachtet ist nur eine Linie sichtbar.) Allerdings hat keiner der acht Planeten, einschließlich der Erde, eine perfekt kreisförmige Umlaufbahn. Darüber hinaus verlaufen die Planetenbahnen nicht exakt in einer Ebene.
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Im Vergleich zu Merkur (dessen Umlaufbahn die eiförmigste und geneigtste in unserem Planetensystem ist) weisen die Bahnen der vier äußeren Riesenplaneten – Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun – leichte Abweichungen von idealen Umlaufbahnen auf. Die Erklärung dieser geringfügigen Abweichungen habe sich jedoch als schwierig erwiesen, so Renu Malhotra, Planetenforscherin an der Universität von Arizona in Tucson und Mitautorin der neuen Studie. Die Studie wurde im Dezember 2025 auf der Preprint-Datenbank arXiv veröffentlicht.
Ein Bild von Jupiter, größtenteils im Schatten verborgen. Die Studie legt nahe, dass das Objekt wahrscheinlich achtmal schwerer als Jupiter war. NASA/JPL
Um dieses Rätsel zu lösen, zogen Malhotra und seine Kollegen ein weniger erforschtes Szenario in Betracht: dass vor etwa 4 Milliarden Jahren ein sterngroßes Objekt die Bahnen dieser Planeten verändert hat.
Mithilfe von Computermodellen der vier äußeren Planeten führte das Team 50.000 Vorbeiflugsimulationen durch, die jeweils über 20 Millionen Jahre dauerten. Dabei variierten sie bestimmte Parameter jedes Vorbeiflugs, darunter Masse, Geschwindigkeit und Entfernung zur Sonne. Die Forscher erweiterten ihren Suchbereich im Vergleich zu früheren Studien und berücksichtigten Objekte, die deutlich kleiner als Sterne sind – beispielsweise so kleine wie Jupiter. Sie untersuchten auch extrem nahe Vorbeiflüge und konzentrierten sich dabei auf Szenarien, in denen sich ein Objekt der Sonne in einem Abstand von weniger als 20 Astronomischen Einheiten (AE) näherte. (Eine AE entspricht etwa 150 Millionen Kilometern, was in etwa der durchschnittlichen Entfernung zwischen Erde und Sonne entspricht.)
Obwohl die meisten Simulationen Bedingungen erzeugten, die sich stark von denen des heutigen Sonnensystems unterscheiden, stellten die Forscher fest, dass in etwa 1 % der Simulationen der Vorbeiflug eines „Aliens“ die Umlaufbahnen der Riesenplaneten veränderte und sie annähernd in ihren heutigen Zustand zurückversetzte. In diesen nahezu identischen Fällen stürzten die „Aliens“ direkt in das Sonnensystem, passierten die Umlaufbahn des Uranus weit und streiften teilweise sogar die Bahn des Merkur. Sie waren relativ klein, mit Massen, die zwischen dem Zwei- und Fünfzigfachen der Jupitermasse lagen.
„Diese Spanne umfasst Massen von Planeten bis hin zu Braunen Zwergen“, sagte Malhotra.
Braune Zwerge, oft auch „gescheiterte Sterne“ genannt, sind ungewöhnliche Himmelskörper, die schwerer als Planeten, aber nicht so massereich wie Sterne sind.
Da viele der Simulationen, die die realen Bedingungen sehr genau nachbildeten, ein planetenähnliches Objekt im inneren Sonnensystem zeigten, erstellten die Forscher weitere 10.000 Simulationen, die auch die terrestrischen Planeten einbezogen. In diesen Fällen bildeten die Vorbeiflüge, die zuvor die Umlaufbahnen der Riesenplaneten verändert hatten, auch das aktuelle Erscheinungsbild des Sonnensystems nach.
Die realistischsten Ergebnisse wurden durch die Modellierung eines Objekts mit der achtfachen Jupitermasse erzielt, das sich der Sonne bis auf 1,69 Astronomische Einheiten näherte. Dies ist nur geringfügig weiter entfernt als die aktuelle Marsbahn, die 1,5 Astronomische Einheiten von der Sonne entfernt ist.
Modellrechnungen zeigen, dass bereits ein einziger Vorbeiflug an einem substellaren Objekt ausreicht, um die Bahnen von Riesenplaneten zu verändern. Da Beobachtungen auf eine relativ große Anzahl substellarer Körper im Weltraum hindeuten, könnten Besuche solcher Objekte häufiger sein als Vorbeiflüge an Sternen.
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