Das Dreieck der Hilda-Familie

Es gibt eine Familie von Asteroiden, knapp außerhalb des Hauptgürtels, die sich in einer 3:2-Bahnresonanz zu Jupiter befindet: die Hilda-Asteroiden. Bislang sind etwa 1100 Objekte bekannt, die dieser Familie, benannt nach ihrem größten Vertreter, dem Asteroiden Hilda, zugerechnet werden können. 3:2-Bahnresonanz bedeutet, dass der Asteroid in der Zeit, die Jupiter für 2 Umläufe benötigt, 3 Umläufe absolvieren kann; die Umlaufzeit des Asteroiden beträgt also knapp 8 Jahre. Sie bleiben auf lange Sicht gravitativ in diesem Umlaufverhältnis gebunden.

Dynamik

Das Aphel der Hilda-Asteroiden kommt meist in der Nähe der Jupiterbahn zu liegen, wobei sie jedoch dem Planeten nie sonderlich nahe kommen, da sich die Asteroiden aufgrund ihrer Exzentrizität (bis zu 0,3) zum Zeitpunkt ihrer Begegnung mit dem Gasplaneten im Perihel, als in hinreichend großer Entfernung zu ihm, befinden. Die Lage des Aphels liegt in der Nähe der beiden L4- und L5-Lagrangepunkte, die Jupiter in einem Winkelabstand von 60° vorauseilen bzw. nachlaufen (womit es durchaus zu Begegnungen mit Trojanern kommen kann!), sowie an der Jupiter gegenüberliegenden Position.

Die 3:2-Resonanz führt zu bemerkenswerten geometrischen Eigenschaften der Asteroidenbahnen: Plottet man den Schnappschuss der Positionen der bekannten Hilda-Asteroiden in einer Draufsicht auf die Ekliptikebene, so offenbart sich, dass sie sich entlang der Schenkel eines gleichseitigen, leicht konvexen Dreiecks verteilen; mit einer höheren Objektdichte an den Spitzen des Dreiecks (s. Abb. unten), was durch die geringe Geschwindigkeit und folglich höheren Verweildauer im Aphel bedingt ist. Das Dreieck korotiert im Raum mit Jupiter.

(Bildquelle: Wikipedia)

Die erfasste Objektschar ist mittlerweile groß genug, um gruppendynamische Effekte an diesem Dreieck beschreiben zu können: Entlang der Schenkel lassen sich Dichtewellen nachweisen, die mit der Exzentrizität Jupiters zusammenhängen. Befindet sich Jupiter im Aphel, so bewegen sich die Hilda-Asteroiden langsamer entlang der Jupiter zugewandten Dreiecksseite und stauen sich dort. Dieser Stau löst sich wieder auf, wenn Jupiter auf das Perihel zuläuft.

Selbst beobachten

Hilda-Asteroiden sind auch visuell zugänglich. Das hellste Objekt dieser Familie ist vermutlich (153) Hilda selbst. Eine günstige Gelegenheit zum Beobachten ergibt sich August/September 2016; dann erreicht Hilda in Opposition etwa 12,8 mag bei etwa 0° Deklination und dürfte mit mittelgroßen Amateurteleskopen visuell zu erreichen sein. Wer nicht ganz so lange warten will, kann mit (190) Ismene vorlieb nehmen; sie erreicht 13 mag im März 2015. Ansonsten bietet sich noch (361) Bononia an mit 13,7 mag im September 2015 und 12,8 mag im November 2016.