Asteroid Chariklo: James Webb entdeckt ungewöhnliche Veränderungen bei den Ringen

Das James-Webb-Weltraumreleskop hat beim Asteroiden Chariklo erstmals Veränderungen an dessen Ringsystem nachgewiesen – wobei der Wandel über wenige Jahre stattfand. Überraschend war, dass der innere Ring immer undurchlässiger wird, wohingegen der äußere allmählich verblasst.

Eine künstlerische Darstellung des zu der Asteroidengruppe der Zentauren gezählten Himmelskörpers Chariklo mitsamt Ringsystem. Der helle Fleck in der oberen rechten Ecke stellt die Sonne dar, von Chariklo aus gesehen. Bild: L. Maquet/Observatoire de Paris

Ein kleiner Himmelskörper sorgt für Aufsehen: Die Ringe des Asteroiden Chariklo haben sich innerhalb weniger Jahre verändert. Und offenbar entwickeln sich ihre Eigenschaften gegensätzlich, wie Beobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskops nun zeigen.

Chariklo ist mit rund 250 Kilometern Durchmesser winzig im Vergleich zu den Gasriesen Saturn und Uranus, zwischen denen er seine Bahn zieht. Gleichzeitig befindet sich der Körper fast 17-mal weiter von der Sonne entfernt als die Erde. Im Jahr 2013 wurden um Chariklo zwei dichte Ringe entdeckt – eine unerwartete Besonderheit, denn Ringsysteme galten lange als Kennzeichen der großen Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.

Zwei Ringe, gegensätzliche Entwicklung

Nun hat eine internationale Forschungsgruppe unter Leitung des Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) herausgefunden, dass diese Ringe keineswegs statisch sind. Die Ergebnisse, die in Science Advances veröffentlicht wurden, beruhen auf einer gezielten Beobachtung am 18. Oktober 2022. An diesem Datum zog Chariklo vor einem entfernten Stern vorbei – eine sogenannte Sternbedeckung –, sodass die Forschenden aus den kurzzeitigen Helligkeitseinbrüchen auf die Struktur der Ringe schließen konnten.

Eine Sternbedeckung (Okkultation) ist das vorübergehende Verdecken eines Sterns durch einen vorbeiziehenden Himmelskörper. Sie dient dazu, Form, Größe, Atmosphären sowie Ringsysteme ferner, kleiner Objekte genauer zu untersuchen.

Schema der Sternbedeckung durch die Ringe von Chariklo, beobachtet mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST). Ein Vergleich mit früheren Bedeckungen zeigt entgegengesetzte Veränderungen bei beiden Ringen: C1R weist ein intensiveres Signal auf, während C2R deutlich schwächer erscheint. Bild: Kılıç, Santos-Sanz, Navas (IAA-CSIC)

Der Vergleich mit früheren Sternbedeckungen ergab einen überraschenden Befund. „Während der innere Ring eine deutlich größere Opazität zeigt, weist der äußere Ring eine geringere Opazität auf“, erklärt Pablo Santos-Sanz vom IAA-CSIC, der die Studie leitete. Der innere Ring (C1R) erscheint damit dichter beziehungsweise lichtundurchlässiger, während der äußere (C2R) schwächer hervortritt.

Damit deutet sich an, dass das System bewegter sein könnte als bisher angenommen. Was dafür verantwortlich ist, ist allerdings noch offen. Denkbar wären tatsächliche Veränderungen der Ringstruktur, Unterschiede zwischen den verwendeten Beobachtungsfiltern oder ein Zusammenspiel beider Faktoren.

Keine direkten Aufnahmen möglich

Es handelte sich außerdem um die erste Sternbedeckung, die speziell für eine Beobachtung mit dem James-Webb-Teleskop vorhergesagt, geplant und erfolgreich durchgeführt wurde. Dafür mussten die Bahn Chariklos, die Position des Hintergrundsterns und die Bewegung des Teleskops genau bekannt sein.

Auch die Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA lieferte notwendige Daten zur Sternposition. Webb befindet sich rund 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt in der Umgebung des L2-Lagrange-Punkts und muss dort regelmäßig korrigiert werden. Zum Zeitpunkt der Messung bewegte sich Chariklo relativ zum Teleskop lediglich mit etwa 2,5 Kilometern pro Sekunde.

Die geringe Relativgeschwindigkeit ermöglichte eine bis dato unerreichte räumliche Auflösung. Direkt fotografieren lassen sich die extrem schmalen Ringe trotz Webbs Leistungsfähigkeit nicht. Ihre Signatur wird stattdessen indirekt über die kurz dauernden Verdunkelungen eines Sterns erfasst, wenn die Ringe dessen Licht blockieren.

Auch Ringsysteme kleiner Körper könnten sich also innerhalb kurzer Zeit verändern. „Unsere Ergebnisse zwingen uns dazu, neu darüber nachzudenken, wie sie entstehen, wie sie sich entwickeln und welche Mechanismen ihre Stabilität aufrechterhalten“, sagt Santos-Sanz. Die nachweisbaren Veränderungen lassen uns die Entwicklung solcher Systeme nachvollziehen und möglicherweise auch andere Ringsysteme besser verstehen.

Artikelreferenz

Santos-Sanz, P., et al. (2026). JWST stellar occultation reveals unexpected changes in Chariklo’s ring system.