Ein Beitrag von Lars-C. Depka. Quelle: Lars-C.Depka.

Abgesehen davon, ob und inwieweit beim Anfang der Welt ein höherer Plan eine Rolle gespielt haben mag oder nicht, blicken wir auch heute noch auf Sterne, Planeten oder Monde als kugelförmige Objekte, wenn auch nicht mehr ganz mit den Präzisionsvorstellungen früherer Zeiten.
Eine gänzlich andersartige Erscheinungsform nehmen allerdings die kleineren Himmelskörper wie Kometen oder Asteroide ein, die häufig eine irreguläre Struktur aufweisen. Hin und wieder werden sie gar als kosmische Kartoffeln tituliert (wie beispielsweise der Marsmond Phobos).

Doch warum ist das so? Welche Voraussetzungen spielen bei der Form, die ein Himmelsobjekt einmal einnehmen wird, eine entscheidende Rolle?

Sein zukünftiges Erscheinungsbild wird von zwei wesentlichen Faktoren bestimmt. Zum einen von dem Verhältnis zwischen der Gravitation und der Festigkeit des Körpers, zum anderen von seinem Rotationsimpuls. Kleinere Körper wie Asteroide beispielsweise verfügen aufgrund ihrer geringen Masse über eine bedeutungslose Gravitation, die nicht in der Lage ist, die größeren Silikatanteile oder schwereren Elemente im Kern in eine kugelförmige Gestalt zu zwingen.

Um eine sphärische Gestalt zu erreichen, ist die Erlangung des sogenannten hydrodynamischen Gleichgewichts erforderlich. Grundsätzlich bezeichnet es ein Gleichgewicht zwischen Gravitation und Auftrieb, allgemeiner betrachtet ist es der Ausgleich einer Kraft und eines Druckgradienten, also das Verhältnis von Druckdifferenz und dem Abstand zweier Punkte. Erst die signifikant erhöhte Masse und Gravitation größerer Monde und Planeten ermöglicht die vermeintlich perfekte Kugelform. Unabhängig von der materiellen Zusammensetzung eines Körpers ist jedoch gleichzeitig auch ein Durchmesser von wenigstens einigen hundert Kilometern notwendig, um eine kugelförmige Erscheinungsform zu etablieren, wie es die beiden größten Asteroiden des Hauptgürtels, Vesta und Ceres, vormachen.

Dabei kann eine Art Abhängigkeitsverhältnis oder Kausalität zwischen Masse und unebenen Oberflächenmerkmalen – die einer perfekten Kugel entgegenstehen – verzeichnet werden. Wie auch auf der Erde, lassen sich auf Oberflächen ferner Planeten ebenfalls Berge oder Täler beobachten. Ihre Ausformungen gehen jedoch analog mit höherer Gravitation deutlich zurück. Je massereicher also ein kosmisches Objekt, umso kleiner sind beispielsweise seine Berge. Der virtuell auf die Oberfläche eines Neutronensterns mit typischerweise einem Durchmesser von wenigen Dutzend Kilometern und 1,4- bis 3-facher Sonnenmasse versetzte Mount Everest wäre dort mit einer Maximalhöhe von weniger als zwei Zentimetern alles andere als imposant anzusehen.

Die Rotation ist das zweite wesentliche Kriterium, welches die Gestalt eines Körpers beeinflusst. Sie ist im Gegensatz zur reinen Translation nicht als Bewegung, die den Schwerpunkt des Körpers durch den Raum bewegt, zu verstehen, sondern ist vielmehr eine Bewegung des Körpers um seine Rotationsachse. Die Punkte, die auf dieser Achse liegen, bleiben auf ihr, alle anderen Punkte bewegen sich mit einer Geschwindigkeit, die sich proportional zur Entfernung von der Achse verändert, auf einer Kreisbahn. Die (Rotations-)Achse kann sich dabei im Körper selbst befinden, was zu einer Eigenrotation führt (Rotation um die eigene Achse), oder vom Körper entfernt liegen, was dann als Rotationssystem bezeichnet wird (Rotation um eine gemeinsame Achse). Ursache für die Rotation ist in jedem Fall jedoch die Einwirkung eines Drehmomentes aus der Anfangszeit des Sonnensystems.

Der Asteroid (216) Kleopatra etwa beschreibt bei einer mittleren Dichte von etwa 3,5 g/cm³ eine volle Rotation in weniger als 5,5 Stunden, was ihn inzwischen zu einem Hundeknochen mit den Ausmaßen 217 x 94 x 81 km auseinandergezogen hat.

Doch auch die großen Planeten des Sonnensystems sind nicht ganz immun gegen den Einfluss ihrer eigenen Rotation. Denn je höher seine Rotationsgeschwindigkeit, umso größer wird der Planetenumfang am Äquator und umso abgeplatteter wird er an seinen Polen. Dieser Effekt ist selbst bei unserer Erde zu beobachten, deren Durchmesser über den Polen um 24,7 km kleiner als der um den Äquator ist. Der Abstand vom Erdmittelpunkt zum Äquator beträgt ca. 6.378 km, bis zum zu den Polen ist es von der gleichen Stelle aus gemessen nur etwa 6.353 km weit. Doch auch das Ellipsoid ist nur die nächstbessere Annäherung an die wahre Gestalt der Erde. Denn natürlich ist auch die Oberfläche der Erde nicht ebenmäßig, sondern variiert in ihren Extremen von der tiefsten Stelle unter den Ozeanen (der Witjastiefe 1) bis hoch zum Gipfel des Mount Everest um mehr als 18 km. Und selbst, wenn wir uns bei der Betrachtung der Erde und ihrer Form nur auf die Ozeane bezögen, die ja immerhin rund zwei Drittel der Erdoberfläche ausmachen, gibt es kein perfektes „Normalnull“ oder Ellipsoid.

Heute weiß man sehr genau von lokalen Bergen und Tälern selbst auf der Meeresoberfläche. Zwischen der am tiefsten gelegenen Meeresoberfläche im Indischen Ozean und dem höchsten Berg der Weltmeere im Atlantik gibt es immerhin einen Höhenunterschied von 200 Metern, was bedeutet, dass zumindest der höchste Berg Schleswig-Holsteins um knappe, aber durchaus beeindruckende 20% an Höhe übertroffen wird. Unterschiedliche Massenverteilungen im Erdinneren sind für die deformierten Wasseroberflächen verantwortlich.

Unser Heimatplanet ist also wohl auch eher eine unförmige Kartoffel mit zahllosen Dellen, Erhebungen, Bergen und Tälern. Wer könnte da also noch von einer perfekten Kugel sprechen? Was eben aus der Ferne betrachtet durchaus noch als Kugel durchgehen kann, entpuppt sich bei genauem Hinsehen, wie Phobos auch, als Erdapfel, oder vielleicht Sphäroid, wenn man denn die mutmaßlich etwas aufgeklärtere Typisierung bevorzugen wollte.

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Ein Beitrag von Günther Glatzel. Quelle: IAU, Wikipedia.

Die Familie der Zwergplaneten wächst. Nachdem sich die IAU 2006 entschloss, Pluto unter anderem aufgrund seiner exzentrischen Bahn außerhalb der Ekliptik nicht mehr zu den Planeten zu rechnen, begründeten er und eine Reihe weiterer Himmelskörper ähnlicher Größe eine neue Familie. Zunächst wurden dieser außer Pluto noch der bereits 1801 entdeckte Ceres im Asteroidengürtel zwischen Mars- und Jupiterbahn sowie der 2005 fotografierte Eris, ein großes Kuipergürtel-Objekt zugeordnet. Im Juli gesellte sich Makemake hinzu.
Nun erhält 2003 EL₆₁ dieselbe Ehre und wurde mit dem Namen Haumea bedacht. Er wurde 2005 auf Bildern aus dem Jahre 2003 entdeckt. Aufgrund weiterer Beobachtungen mit dem Keck-Teleskop auf Hawaii gesellten sich noch zwei kleine Monde hinzu.

Haumeas Form weicht deutlich von der Kugelgestalt ab, die größte Ausdehnung wird auf etwa 2000 km geschätzt. Die Bahn Haumeas liegt wie bei Pluto und Eris jenseits der des Planeten Neptun. Im Verlaufe von 285 Jahren kommt der neue Zwergplanet der Sonne bis auf 35 Astronomische Einheiten (AE) nahe und entfernt sich von ihr maximal bis auf 51 AE. Die Umlaufbahn ist gegenüber der Ekliptik um 28° geneigt. Bermerkenswert ist die schnelle Rotation von Haumea, deren Dauer mit knapp 4 Stunden angegeben wird. Möglicherweise hat ein Zusammenstoß mit einem anderen großen Objekt diese schnelle Drehung verursacht.

Die beiden 2005 entdeckten Monde von Haumea bekommen die Bezeichnungen Hi´iaka und Namaka. Alle Namen entstammen der Hawaiianischen Mythologie.

Raumcon:

• Fünfter Zwergplanet

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Co-Autor dieses Artikels ist Günther Glatzel.

Ein Beitrag von Hans J. Kemm. Vertont von Dominik Mayer.

Aber es gab auch Ereignisse am Himmel ohne Hilfe von Hubble und Co. zu beobachten. Am 3. Oktober 2005, zwischen 9.45 Uhr und 10.05 Uhr MESZ begann im deutschsprachigen Raum eine *kleine Sonnenfinsternis* (partielle Phase), bei einem Sonnenstand von ca. 23,5° über dem Horizont. Nach ca. 68 Minuten bedeckte der Mond etwa 65 % der Sonnenscheibe, wobei die untere Sonnenhälfte abgedeckt wurde. Nach 99 Minuten war das Schauspiel vorbei.

Der Mond ist 4.527 Millionen Jahre (+/- 10 Millionen) alt. Das fanden im Jahr 2005 Wissenschaftler heraus und bestätigten damit auch das Alter unserer Erde. Anhand von Mondproben aus dem Apollo-Programm untersuchten sie eine Wolfram-Art, das Isotop Wolfram-182. Aus der unterschiedlichen Häufigkeit in den verschiedenen Proben, meinen die Wissenschaftler das genaue Alter berechnen zu können.

Von unseren Planeten im Sonnensystem war Mars das am intensivsten untersuchte Objekt. Mars hatte am 30. Oktober um 3.15 Uhr MEZ mit 0,46405 AE = 69.421.589 km seine größte Annäherung zur Erde. Der Rover Spirit hat bei seiner Exkursion auf der Mars-Oberfläche in den Columbia-Hills das Mineral Geothit (FeOOH) gefunden, welches durch Verwitterung von eisenhaltigen Mineralien entsteht. Somit ist bewiesen, dass es auf dem Mars Wasser gab. Aber auch die Polkappen, bestehend aus Kohlendioxid (Trockeneis), könnten einen geringen Anteil von gefrorenem Wasser enthalten.
In der Region Chryse Planitia hat das Spezialradar der Raumsonde Mars Express ein unterirdisches Eisfeld mit einem Durchmesser von 250 km entdeckt.

Der Ring-Planet Saturn, sowie seine Monde und Ringe standen ebenfalls im Fokus der Forschung. So wurden Polarlichter und eine Wärmekappe am Südpol des Planeten gefunden. Dank der Cassini Mission bekommen wir von den Monden des Saturn faszinierende Bilder geliefert.
Der Saturnmond Enceladus hat eine dünne Wasseratmosphäre, die sich ständig erneuert. Sein Vulkanismus könnte Hauptursache für die Existenz der Saturnringe sein. Außerdem bricht auch heute noch seine eisige Oberfläche auf. Aus diesen Rissen hervorquellendes Wasser bildet neues, kristallines Eis (helle Tigerstreifen).

Auf Titan, dem größten Mond des Saturn und dem zweitgrößten im Sonnensystem, gibt es offenbar keine Flüsse und Seen aus Methan (CH4). Wolken sind selten und lösen sich schnell auf. Bei dem dritten Cassini-fly-by am 15. Februar wurde ein großes Einschlagbecken mit ca. 450 km Durchmesser entdeckt.
Durch Einwirkung der Erosion ist die Struktur erheblich verändert. Das und die Aufnahmen von ausgetrockneten Flussläufen und anderen Beckenlinien führte zu der Vermutung, dass Regen eher selten ist, aber dann sintflutartig niedergeht.
Der kleine Saturnmond Prometheus und die Mini-Monde S/2004 S3 und S/2004 S6 wirbeln die Ringe, besonders den F-Ring, durcheinander und sorgen für spiralartige Strukturen und Speichen.

Neue Monde sind 2005 bei den Planeten Saturn, Pluto und Uranus gefunden worden, bei Uranus entdeckte man außerdem zwei weitere Ringe.

Mitte des Jahres entfachte ein heftiger Streit um die Erweiterung unseres kulturhistorischen Sonnensystems mit den vorhandenen 9 Planeten. Kurz nacheinander wurden drei KBO´s entdeckt, und zwar 2003 UB 313 Xena, 2003 EL 61 Santana und 2005 FY 9 Easterbunny. Diese Objekte entstammen dem Edgeworth-Kuiper-Belt, oder auch Kuiper Gürtel genannt. Der Kuiper Gürtel ist eine scheibenförmige Region, die sich hinter der Neptunbahn in einer Entfernung von 30 – 50 AE befindet. Die neu gefundenen Himmelskörper sollten nach Forderung von Astronomen als weitere Planeten, zu den schon vorhandenen, aufgenommen werden. Gegner dieser Überlegung lehnten das strikt ab. Um den Streit zu schlichten, schaltete sich die IAU in Paris ein und stellte einem Gremium aus Astronomen die Aufgabe, die Mindestanforderung an einen Planeten zu formulieren. Bei dieser Gelegenheit sollte dem Pluto das Prädikat Planet aberkannt werden. Es sind zwar einige Vorschläge gemacht worden, eine endgültige Entscheidung wurde aber nicht getroffen. Somit bleibt es vorerst bei 9 Planeten. Die neuentdeckten Objekte tragen den Titel Transneptune.

Im Bereich deepsky tat sich auch Einiges. Schlagartig wurden 2005 über 50 Exoplaneten entdeckt.
Exoplaneten sind Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Um diese Objekte nachweisen zu können, wurde das Spitzer-Weltraumteleskop eingesetzt. Spitzer konnte erstmals Anfang 2005 durch die Transitmethode (indirekte Nachweismethode) im Infrarotlicht den Nachweis einer sekundären Bedeckung eines heißen Planeten durch den Zentralstern erbringen. Aber auch erdgebundene Teleskope waren erfolgreich bei der Suche nach Exoplaneten. Im Februar 2005 erzielte das VLT der ESA Aufnahmen vom 2M1207 und im März konnte eine Gruppe von Astronomen der Uni-Sternwarte Jena einen Exoplaneten beim Stern GQ Lupi aufnehmen. Weitere Exoplaneten bei Gliese 876 und my Arae wurden dokumentiert. Aber diese Planeten sind nicht für latentes Leben geeignet, da sie Gasriesen oder „hot Jupiters“ sind, sie könnten aber Monde besitzen, die ähnlich der Erde, eine lebensfähige Basis haben.

Die Suche nach Planeten im Bereich der DBZ geht also weiter, vielversprechend ist die Mission COROT, die ab Oktober 2006 mit einem 27 cm Teleskop Helligkeitsschwankungen bei Sternen suchen soll.

Das Spitzer Weltraumteleskop hat noch weitere hervorragende Bilder aufgenommen. Beim ca. 135 Lj. entfernten Stern HD 12039, Typ G, sonnenähnlich aber erst 30 Millionen Jahre alt, konnte es die Infrarotstrahlung eines Asteroidengürtels nachweisen. Diese Situation entspricht der während der Bildung des Sonnensystems vor 4,6 Milliarden Jahren.
Bei dem bisher kleinsten entdeckten Stern, ein brauner Zwerg, Cha 110913, wurde eine Staub- und Gasscheibe gesichtet. Cha ist selbst erst 2 Millionen Jahre alt, befindet sich also noch im stellaren Säuglingsalter. Eine mögliche Entstehung von Planeten in diesem Mini-Sonnensysten würde noch mehrere Millionen Jahre dauern.

Wissenschaftler haben jetzt mit dem VLBA, eine Kette von Radioteleskopen in den USA, den genauen Abstand der Sonne zum außenliegenden Perseus-Arm in unserer Milchstrasse gemessen. Nach 5 Messungen in diesem Jahr kamen sie auf ein Ergebnis von 6.380 Lj. Unsere Sonne befindet sich im kurzen, eher unscheinbaren Orion-Arm, 26.500 Lj. vom galaktischen Zentrum entfernt.

Kontrovers wurde über dunkle Materie und dunkle Energie diskutiert. Mittlerweile halten einige kluge Köpfe das Konstrukt für überflüssig, andere erreichen Vereinfachungen, indem sie zusätzliche Dimensionen aus der String-Theorie in die Kosmologie übernehmen und damit gute mathematische Modelle erhalten. Auch wurden neue Kandidaten für die dunkle Materie gefunden, die aber immer nur ein paar Prozentpunkte liefern.

Dem schwarzen Loch im Zentrum unserer Galaxis, Sagittarius A*, ist man wieder ein Stück näher gekommen. Seine räumliche Ausdehnung kann mittlerweile mit ca. 1 AE angegeben werden. In seiner Umgebung vermuten die Wissenschaftler Tausende kleiner Singularitäten. Außerdem ließ sich anhand der Anregung einer nahen Gaswolke zurückliegende Aktivität nachweisen.

Einweihungen und first lights konnte man 2005 für mehrere Teleskopanlagen feiern. Condor, ein neuartiger Detektor für das APEX wurde in Betrieb genommen. Das LBT lieferte mit einem der 2 neuen 8,4 m Spiegel die ersten fantastischen Aufnahmen. Der Bau des Pierre-Auger-Observatory wurde gestartet, das 11 m-Teleskop Salt wurde am 9. November eingeweiht und der Startschuss für die Verwirklichung des Projektes ALMA gegeben.

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• Jahresrückblick Raumfahrt 2005

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Ein Beitrag von martinollrom. Quelle: NASA.

Wieder einmal gibt es Erfolgsnachrichten vom Hubble Weltraumteleskop. Auf Uranus-Bildern wurden neue Ringe und zwei kleine Monde entdeckt. Die Ringe konnten bisher nicht entdeckt werden, da sie sehr weit von Uranus entfernt liegen und in dieser Entfernung nie erwartet wurden. Deswegen werden die neuen Ringe bereits „das zweite Ringsystem um Uranus“ genannt. Bei diesen Untersuchungen wurde auch entdeckt, dass der Orbit einer der beiden neuen Monde dieses „Ringsystem“ kreuzt. Es wurden aber nicht nur neue Ringe und Monde entdeckt, sondern es wurden auch signifikante Unterschiede in den Bahnen der bereits bekannten Monde entdeckt. Aus diesen Daten lässt sich schließen, dass sich die bisher bekannten Monde in den letzten Jahrzehnten sehr verändert haben. „Diese Entdeckung hilft uns zu verstehen wie, wann und wodurch Uranus entstanden ist. Dieses Wissen wird die NASA Forschungsziele im Uranus-System entscheidend mitgestalten“, meint Dr. Jennifer Wiseman, Zuständige für das Hubble Teleskop im NASA Hauptquartier in Washington.

Seit man weiß, dass der Staub aus den Uranus-Ringen entweicht, sucht man nach der Quelle des Materials, die die Ringe trotzdem noch am Leben erhält. Normalerweise sollten die Ringe kleiner werden bis sie eines Tages nicht mehr existieren. Scheinbar „füllen“ sie sich aber immer wieder mit neuen Material auf. „Die neuen Funde demonstrieren, dass Uranus ein junges und dynamisches Ring- und Mondsystem besitzt“, meint Mark Showalter vom SETI Institut, Kalifornien. Showalter und Jack Lissauer (ein Forscher am NASA Ames Research Center) glauben, dass die äußeren Ringe von Materialen eines Mondes am Leben erhalten werden. Dieser Mond heißt Mab und wurde von Hubble im Jahr 2003 entdeckt. Durch Meteorideneinschläge soll der Staub von der Oberfläche des Mondes in das Ringsystem gekommen sein. So bekamen die Ringe möglicherweise von mehreren Monden ihre überlebenswichtigen Materialien. Die Natur gleicht diese Anreicherung durch langsame Staubentweichung wieder aus.
Das Forscherteam entdeckte auch mehrere Orbitänderungen bei inneren Uranus-Monden. Die früheren Orbitdaten wurden von früheren Hubble Untersuchungen und/oder von den Voyager Sonden erhalten. „Dies zeigt, dass innerhalb der Ringssysteme ein Chaos zu herrschen scheint. Es könnte auch ein Energieaustausch zwischen den Monden stattfinden, hier speziell Bewegungsenergie“, erklärt Lissauer. Früher oder später würden dann die Monde miteinander kollidieren und wieder wertvolles Material für die Uranusringe bieten. Die Forscher glauben, dass das zweite nun entdeckte Ringsystem durch solche Kollisionen entstanden ist. Anders als beim Saturn sind beim Uranus die Ringe so gut wie nicht sichtbar. Erste Anzeichen von neuen Ringen wurden bereits im Jahr 2004 von Hubble entdeckt, jedoch hat man im September 2005 neue und klarere Fotos aufgenommen, die die Existenz eindeutig bewiesen. Auch Voyager 2 hat diese Ringe bereits entdeckt, jedoch hat man früher diese Phänomene noch nicht als Ring erkannt beziehungsweise hat man nicht in solchen Entfernungen gesucht.

Die ersten neun Ringe von Uranus wurden im Jahre 1977 entdeckt. Während Voyager 2 am Uranus vorbeiflog entdeckte man noch zwei weitere Ringe und zehn Monde.

Auch nach 15 Jahren im Weltraum funktioniert das Hubble Teleskop noch sehr gut. Es wird bis vermutlich 2011 im All bleiben bis dann das James Webb Teleskop kommt, um die Ablöse anzutreten. Jedoch wird das JWT einen schweren Stand gegen seinen Vorgänger haben….

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Ein Beitrag von Christian Ibetsberger. Quelle: NASA/Hubble.

Falls sich diese Entdeckung als richtig erweisen sollte, würde dies neue Einblicke in die Evolution des Pluto-System eröffnen und Aufschluss über die Natur der Kuiper-Gürtelobjekte und deren Satellitensystem geben. „Wenn die Aufnahmen richtig interpretiert wurden, und Pluto mehr als einen oder zwei Monde hat, dann wäre Pluto das erste Objekt im Kuipergürtel mit mehr als einem Trabanten“ erklärt Hal Weaver vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory.
Pluto wurde 1930 entdeckt. Sein bisher einziger bestätigter Mond Charon wurde im Jahr 1978 von erdgebundenen Teleskopen entdeckt. Pluto liegt etwa drei Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt und befindet sich inmitten des Kuiper-Gürtels. Die entdeckten möglichen Mondkandidaten S/2005 P1 und S/2005 P2 liegen ca. 29000 Kilometer von Pluto entfernt.

Im Februar wird das Team nochmals Beobachtungen mit dem Hubble Space Telescope machen, denn erst durch neuerliche Bestätigung, dass es sich bei den Objekten tatsächlich um Monde handelt kann die Internationale Astronomie Vereinigung S/2005 P1 und S/2005 P2 neue Namen geben.

„Die kürzlichen Beobachtungen mit dem Hubble Space Telescope rund um das Plutosystem waren die bisher präzisesten.“ sagt Andrew Steffl vom Southwest Research Institute. Die ersten Aufnahmen wurden am 15. Mai 2005 mit Hubbles Advanced Camera gemacht. Drei Tage später konnte man die um Pluto kreisenden Objekte noch immer erkennen. Man kann gespannt sein ob sich die zwei neu entdeckten Objekte als Monde herausstellen. Es wäre ein erfreulicher Zuwachs für unser Sonnensystem.

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Ein Beitrag von Claudia Michalecz. Quelle: Universität von Kalifornien, Berkely.

Franck Marchis von der Universität von Kalifornien, Berkeley, ist der glückliche Entdecker dieses ersten Drei-Asteroiden-Systems. Dabei handelt es sich um zwei kleine Asteroiden, die um einen größeren kreisen. Der größere ist bereits seit 1866 als 87 Sylvia bekannt.

87 Sylvia wurde nach Rhea Sylvia benannt, laut der römischen Mythologie die Ziehmutter der Gründer von Rom. Der Namen führte Marchis zu Romulus und Remus als Namen für die zwei Zwillingsmonde.

Der Asteroid 87 Sylvia ist als einer der größten aus dem Asteroidengürtel bekannt. Mit einer Form, vergleichbar mit einer geschrumpelten Kartoffel, hat Sylvia etwa einen Durchmesser von 280 Kilometer. Er befindet sich eher in den Außenzonen des Gürtels, etwa 3,5 Astronomische Einheiten von der Sonne entfernt.

Vor vier Jahren wurde entdeckt, dass Sylvia einen Mond besitzt. Dies lies den Asteroid in eine Gruppe von etwa 60 Asteroiden aufsteigen, von denen bereits bekannt ist, dass sie ein System aus zwei Asteroiden sind. 17 dieser Doppelsysteme befinden sich im Asteroidengürtel und wurden bereits abgelichtet.

Nun wurde rund um Sylvia ein weitere Mond entdeckt, wodurch es das erste, entdeckte Drei-Asteroiden-System in unserem Sonnensystem ist. Sylvias Monde umkreisen den Asteroiden in einer vergleichbaren Bahn wie unser Mond um die Erde. Remus ist mit seiner Entfernung von etwa 710 Meter näher als Romulus mit etwa 1360 Meter an den Hauptasteroiden. Remus ist etwa 7 Kilometer im Durchmesser und umkreist Sylvia alle 33 Stunden. Der größere Romulus mit einem Durchmesser von 18 Kilometer braucht dafür schon 87,6 Stunden. Sylvia dreht sich dabei noch in 5 Stunden und 11 Minuten um die eigene Achse.

Durch Beobachtungen von zwei Monaten der Mondbahnen konnten Marchis und seine Pariser Kollegen Kalkulationen zur Masse und Dichte von Sylvia anstellen. Diese Daten zeigen, dass der Asteroid ein rubble-pile-Asteroid ist. Diese Asteroiden sind lose Steinanhäufungen, vermutlich durch den Zusammenstoß zweier Asteroiden entstanden, wobei einer oder beide zerrissen ist/sind. Ein neuer Asteroid bildete sich später, wobei größere Fragmente zusammenwuchsen. Die kleinen Monde sind vermutlich Trümmer, welche von der Kollision übrig gebelieben sind und von der Gravitation des neuen Asteroiden gefangen wurden.
„Das ist der Grund warum die meisten Asteroiden im Asteroidengürtel mit einem Begleiter eine rubble-pile Struktur haben“, erklärt Marchis. „Wegen ihre Entstehungsgeschichte, vermuten wir, mehr Mehr-Asteroiden-Systeme wie dieses zu finden.“

Die Dichte, 1,2 Gramm pro Kubikzentimeter, ist 20 Prozent höher als die Dichte von Wasser, was vermuten lässt, dass der Asteroid aus Wasser, Eis und Schutt besteht, vielleicht von dem ursprünglichen Asteroiden.

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Ein Beitrag von 01.03.2005 / Autor:. Quelle: Ohne Quellen.

Von den bis Mitte des 20. Jahrhunderts entdeckten neun Planeten unseres Sonnensystems war Pluto aufgrund seiner Eigenschaften immer schon eine Ausnahmeerscheinung – ein Exot am Rande des bekannten Sonnensystems. Der damals neunte und sonnenfernste Planet wurde erst im März 1930 von dem amerikanischen Astronomen Clyde W. Tombaugh entdeckt.

In seinem Teleskop war Pluto nur ein winziger Punkt, und eine sehr viel opulentere Aufnahme dieses Zwergplaneten wird man bis heute vergeblich suchen. Pluto wurde bis heute nicht von einer Sonde besucht, allerdings ist seit Januar 2006 die amerikanische Raumsonde New Horizons dorthin unterwegs, die im Juli 2015 den Zwergplaneten erreichen und anschließend noch weiter bis zum außerhalb der Plutobahn liegenden Kuiper-Gürtel fliegen soll.

Dieser Artikel ist in folgende Kapitel unterteilt:

Lage und Einordnung

Aufbau und Atmosphäre

Monde

Missionen

Fakten
Lage und Einordnung

Die Pluto-Bahn ist extrem exzentrisch: Dieser stark elliptische Orbit führt dazu, dass Pluto sich bei jedem Umlauf um die Sonne (für den er 248 Erdenjahre benötigt) rund 20 Jahre lang innerhalb der Neptun-Bahn bewegt. Zuletzt war dies von 1979 bis 1999 der Fall, während dessen war der sonnenfernste Planet Neptun also weiter von der Sonne entfernt als der Zwergplanet Pluto. An seinem sonnennächsten Punkt, im Perihel, kommt Pluto der Sonne bis auf 4.425 Millionen Kilometer nahe, der sonnenfernste Punkt seiner Umlaufbahn – die so genannte Aphel-Position – führt den Zwergplaneten dagegen 7.375 Millionen Kilometer von unserem Zentralgestirn weg. Außer durch seine ausgeprägt elliptische Gestalt zeichnet sich Plutos Umlaufbahn zudem durch eine Neigung gegenüber der Bahnebene der Erde (der so genannten Ekliptik) um 17 Grad aus – dieser Wert übertrifft deutlich die entsprechenden Werte aller acht Planeten unseres Sonnensystems.
Nicht zuletzt aufgrund seiner extremen Bahndaten und seiner geringen Größe war der Status von Pluto als neunter Planet unseres Sonnensystems spätestens ab 1992 nach der Entdeckung der ersten so genannten „Transneptunischen Objekte“ ([TNOs] oder auch „Kuipergürtelobjekte“ [KBOs]) umstritten . Endgültig kritisch wurde es für Pluto, als im Jahr 2003 jenseits der Pluto-Bahn der Zwergplanet Eris (zunächst inoffiziell auch als „Xena“ bezeichnet) von amerikanischen Astronomen entdeckt wurde: Etwas größer als Pluto und von einem Mond umkreist hätte entweder Eris in den Stand eines Planeten erhoben oder aber Pluto dieser Status aberkannt werden müssen. Auf der Tagung der International Astronomical Union (IAU) in Prag im August 2006 schließlich wurde die neue Klasse der „Zwergplaneten“ offiziell ins Leben gerufen. Außer Eris und dem im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter befindlichen Asteroiden Ceres wurde auch Pluto neu klassifiziert: aus dem neunten Planeten unseres Sonnensystems wurde einer der ersten Zwergplaneten.

Beim Vergleich von Pluto mit dem größten Neptunmond Triton fallen viele Gemeinsamkeiten ins Auge: die eisige Oberfläche, die Größe (wobei Triton sogar noch geringfügig größer als Pluto ist!) und das Vorhandensein einer wenn auch extrem dünnen Atmosphäre – spätestens nach dem Vorbeiflug der New Horizons-Sonde an Pluto im Jahr 2015 wird sich zeigen, wie weit diese Gemeinsamkeiten gehen.

Aufbau und Atmosphäre

Aufgrund der enormen Entfernung zur Sonne und der damit einhergehenden extrem tiefen Temperaturen auf Pluto, die bei etwa -230° C liegen, existiert beinahe jedes chemische Element und jede chemische Verbindung auf der Planetenoberfläche nur in gefrorener Form. Durch Spektralanalyse der von Pluto reflektierten Sonnenstrahlung konnten bisher Stickstoff, Methan und Kohlenmonoxid sowie einige weitere organische Verbindungen auf Pluto entdeckt werden. Plutos Planetenoberfläche zeigt auf Bildern des Hubble-Weltraumteleskops rund ein Dutzend hellerer und dunklerer Gebiete. Wahrscheinlich zeichnen sich die dunkleren Areale dadurch aus, dass das an der Oberfläche vorherrschende Stickstoff- und Methaneis dort stärker von dunkleren Stoffen wie Mineralien oder organischen Verbindungen durchsetzt ist. Die vermutete Dichte des Zwergplaneten legt den Schluss nahe, dass Pluto im Inneren überwiegend aus Wassereis und Gestein besteht. Wahrscheinlich verfügt der Zwergplanet über einen aus Gesteinsmaterial bestehenden Kern und einem Mantel aus Wassereis. Wirklich sicher sind sich die Wissenschaftler über die Struktur und Zusammensetzung jedoch nicht, dafür gibt es einfach noch zu wenige Informationen.

Angeregt durch Messwerte der Raumsonde Galileo bei einigen Jupitermonden wie beispielsweise Europa spekulieren verschiedene Wissenschaftler über die Möglichkeit des Vorhandenseins eines Ozeans unter der eisigen Oberfläche von Pluto. Doch selbst wenn es tatsächlich einen solchen Ozean geben würde, er wäre – zumindest heute – vollkommen dunkel, kalt und tot. Pluto ist einfach zu klein, um sich dort geologische Aktivitäten vorzustellen, die den Ozean auch nur punktuell erwärmen könnten. Die Frage nach Leben, selbst nach primitivsten Lebensformen in diesem Ozean – wenn es ihn denn geben sollte – stellt sich zumindest für die Gegenwart definitiv nicht; in der frühen Vergangenheit mögen die Bedingungen einmal so gewesen sein, dass primitivste Lebensformen selbst auf diesem fernen Himmelskörper entstanden sein könnten.

Pluto ist einer von vier Himmelskörpern in unserem Sonnensystem, bei dem eine überwiegend stickstoffhaltige Atmosphäre entdeckt worden ist (des weiteren noch beim Saturnmond Titan, dem Neptunmond Triton und natürlich bei unser eigenen Erde, deren Atmosphäre zu rund 80 Prozent aus Stickstoff besteht). Die Atmosphäre dieses Zwergplaneten ist allerdings mit einem Druck zwischen drei und einhundert Mikrobar extrem dünn und wird wahrscheinlich permanent aus verdampfendem Oberflächeneis gespeist. Entdeckt wurde die Plutoatmosphäre übrigens im Juni 1988 während einer Okkultation. Dabei bedeckte Pluto auf seiner Bahn kurzzeitig einen Stern, dessen Licht jedoch zu Beginn der Bedeckung nicht schlagartig abfiel – wie es der Fall gewesen wäre, wenn der Zwergplanet keine Atmosphäre aufweisen würde -, sondern bereits kurz vorher beim Durchgang durch die Plutoatmosphäre geringfügig geschwächt wurde. Diese Entdeckung stellte auch einen großen Erfolg für das flugzeuggestützte Kuiper Airborne Observatory dar, dem Vorgänger des deutsch-amerikanischen Flugzeugteleskops SOFIA.

Aufgrund der gegenüber der eigenen Ekliptik mit rund 120 Grad extrem stark geneigten Rotationsachse des Zwergplaneten kommt es auf Pluto trotz der enormen Distanz zur Sonne zu relativ ausgeprägten „Jahreszeiten“: Auf der sonnenbeschienenen Seite verdampfen Oberflächenstoffe, die dann zur dunklen Seite des Zwergplaneten transportiert werden und dort als Niederschlag wieder auf die Oberfläche sinken. Durch diesen Vorgang kommt es zur einer stetigen Erneuerung des Oberflächenmaterials.
Von verschiedenen Wissenschaftlern wird noch ein weiterer, spektakulärer Effekt diskutiert: Da sich Pluto auf seiner stark exzentrischen Umlaufbahn seit 1989 wieder von der Sonne entfernt könnte die dünne Atmosphäre mit sinkenden Temperaturen irgendwann vollständig verschwinden. Wie oben beschrieben wird sie derzeit noch permanent durch Sublimation (= direkter Übergang eines Stoffes vom festen in den gasförmigen Zustand) der gefrorenen Elemente an der Planetenoberfläche gespeist. In einigen Jahren jedoch könnten die Temperaturen auf Pluto soweit gesunken sein, das die Atmosphäre vollständig kondensiert und auf die Oberfläche „hinabschneit“. Diese Theorie war übrigens auch die Ursache dafür, dass viele Wissenschaftler vor einigen Jahren vehement gegen die – aus finanziellen Gründen geplante – Verschiebung des Starts der ersten Pluto-Sonde opponiert haben: Wenn New Horizons zu spät gestartet wäre hätte die Raumsonde Pluto eventuell erst passiert, wenn es keine Atmosphäre mehr zu untersuchen gäbe. Wirklich sicher sind sich die Astronomen jedoch nicht, ob bei Ankunft der Raumsonde im Juli 2015 die Atmosphäre noch vorhanden sein wird.

Monde

Erst mit den immer leistungsfähigeren Teleskopen unserer Tage gelang es, genauere Informationen über Pluto zu sammeln. 1978 entdeckte W. Christy einen Mond um Pluto, den man Charon taufte. Charon umkreist seinen Mutterplaneten fast senkrecht und ist mit ca. 1.200 Kilometer Durchmesser etwa halb so groß wie Pluto (rund 2.300 Kilometer). Pluto und Charon werden auch als Doppelplaneten-System bezeichnet, da Charon in Relation zu Pluto extrem groß ist – kein anderes Planet-Mond-System im Sonnensystem erreicht auch nur annähernd diese Verhältnisse. Die eisige Oberfläche von Charon zeigt auch auf den besten vorhandenen Teleskopaufnahmen keine Strukturen. Ob Charon ähnlich wie Pluto einen separaten Kern aus Gestein besitzt oder durchgehend aus einem Eis-Gestein-Gemisch besteht ist derzeit noch vollkommen unklar.
Im Frühjahr 2005 wurden von Astronomen zwei neue, deutlich kleinere Monde entdeckt . Durch weitere Beobachtungen im Februar 2006 mit dem Hubble-Weltraumteleskop konnte ihr Status als Pluto-Monde bestätigt werden. Die nach Figuren aus der griechischen Mythologie „Nix“ und „Hydra“ genannten Trabanten (eigentlich müsste es „Nyx“ heißen, aber dieser Name war bereits für einen Asteroiden vergeben, daher entschied man sich für diese geringfügige Abwandlung des Namens) sind mit Durchmessern zwischen 55 und 160 Kilometer deutlich kleiner als Charon, teilen mit ihm aber eine Bahnebene, was eine gemeinsame Entstehungsgeschichte nahelegt: Wahrscheinlich sind alle drei Pluto-Monde aus einem gigantischen Einschlag auf Pluto hervorgegangen. Die beiden neuen Monde umkreisen ihren Mutterplaneten in rund 48.000 beziehungsweise 65.000 Kilometer Entfernung, sehr viel mehr ist bis jetzt noch nicht über sie bekannt.

Wenige Jahre später wurden 2011 und 2012 mit Hilfe des Hubble-Weltraumteleskops zwei weitere winzige Monde entdeckt: „Kerberos“ und „Styx“, über die angesichts ihrer geringen Durchmesser von etwa 30 bzw. 20 km kaum etwas bekannt ist. Der Pluto-Vorbeiflug der Raumsonde New Horizons im Sommer 2015 wird unser Wissen über die bis heute bekannten fünf Monde dieses Zwergplaneten mit Sicherheit drastisch vergrößern – und bei dieser Gelegenheit wird vielleicht gleich auch noch der eine oder andere neue Miniaturmond um Pluto entdeckt werden.

Missionen

Nach mehrfacher Verzögerung und der einige Jahre zuvor erfolgten Streichung der Pluto-Mission Pluto-Kuiper-Express ist am 19. Januar 2006 mit New Horizons die erste Raumsonde zum Pluto aufgebrochen. Der Start kam gerade noch rechtzeitig genug, um einen Vorbeiflug am Gasriesen Jupiter durchzuführen und dadurch die Reisezeit um rund vier Jahre zu verkürzen. Doch auch so wird die kleine Raumsonde mit der einem Konzertflügel vergleichbaren Ausdehnung bis Mitte 2015 unterwegs sein, bevor sie an Pluto und seinen Monden vorbeifliegen wird. Ein Einschwenken in eine Umlaufbahn um den Zwergplaneten ist mangels dazu notwendiger Treibstoffvorräte nicht möglich, so dass die eigentliche Beobachtungsphase nur einige Tage umfassen wird. Trotzdem wird New Horizons unser Wissen über Pluto natürlich enorm erweitern, ist doch bisher nur äußerst wenig über ihn bekannt.

Nach dem Vorbeiflug an Pluto wird New Horizons so hoffen zumindest die Missionsplaner – in den darauf folgenden vier bis fünf Jahren noch das eine oder andere Transneptunische Objekt beobachten, bevor dann irgendwann der Kontakt zur Raumsonde abreißen wird.

Fakten

Verwandte Artikel:

• Ausführlicher Artikel über Pluto
• New Horizons – der Erste zum Letzten

Verwandte Webseiten:

• New Horizons-Homepage (englisch)
• Die Neun Planeten: Pluto
• Solarviews.com (englisch/deutsch)
• Solar System Exploration: Pluto (englisch)

Diskussion zu diesem Artikel

• Pluto

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Autor: Raumfahrer.net Redaktion

Epsilon Eridanis Planetensystem ist deswegen interessant, weil Epsilon Eridani einer der sonnennächsten Sterne ist, und weil Leben um einen Stern wie Epsilon Eridani grundsätzlich möglich ist. Der Stern ist vom Spektraltyp K2V und bedeutend jünger als die Sonne (ca. 2 Milliarden Jahre alt). Der Stern hat wahrscheinlich mindestens zwei Planeten. Der erste ist schon länger bekannt, Hinweise auf den zweiten ergaben sich Ende Oktober 2002. Der erste Begleiter ist, verglichen mit den Planeten in unserem Sonnensystem, ungewöhnlich: Seine Bahn ist extrem exzentrisch, ihre Exzentrizität (Abweichung von der Kreisform) beträgt 0.61. Dies bedeutet, dass der Planet bei einer durchschnittlichen Entfernung von 3.3 AU seinem Stern im Perihel bis auf 1.287 AU nahe kommt, um sich danach im Aphel wieder auf 5.313 AU zu entfernen. Der Planet hat eine Masse von 0.86 Jupitermassen. Diese Masse kennt man in diesem Fall genau, denn man kennt die Inklination (Neigung gegen die Senkrechte) des Systems: 46°. Diese Zahl wiederum kennt man, weil man rund um das System einen Gürtel aus Eis-Objekten (ähnlich dem Kuiper-Gürtel des Sonnensystems) entdeckt hat, und es ist anzunehmen, dass dieser Gürtel die gleiche Inklination wie der Planet hat, da beide gleichzeitig entstanden sind.

Epsilon Eridani b, so der Name des ersten Planeten, ist wie alle anderen bisher entdeckten Planeten ein Gasriese. Es ist gemäß heutigem Wissensstand unmöglich, dass sich auf einem Gasriesen Leben entwickelt, weshalb sich die Suche nach Leben bei solchen Planeten auf ihre Monde konzentriert. Das Klima, das auf den Monden von Epsilon Eridani b herrscht, dürfte höchst wechselhaft sein, da der Abstand Planet-Stern stark schwankt. Die Umlaufzeit von Epsilon Eridani b beträgt knapp sieben Jahre. Der Stern Epsilon Eridani ist leuchtschwächer als die Sonne, weshalb es auf den Monden von Epsilon Eridani b bedeutend kälter ist, als im Sonnensystem bei ähnlichen Entfernungen. Die Monde des Planeten sind damit wahrscheinlich hoffnungslos zu kalt, um Leben hervorzubringen. Leben wäre höchstens denkbar in Wasserozeanen unter dem Eispanzer einiger Monde. (Die Gezeitenkräfte des Planeten „walken“ den Mond durch, wobei die Reibungswärme den Eispanzer an seiner „unteren Grenze“, nah dem Silikatkern des Mondes schmilzt, und einen flüssigen Wasserozean zulässt.)

Angesichts der exzentrischen Bahn des Gasriesen sind stabile, kreisrunde Umlaufbahnen in diesem System eher unwahrscheinlich. Somit schwinden die Hoffnungen, einen erdähnlichen Planeten „weiter innen“ zu finden.

Der zweite Planet, Epislon Erdiani c genannt, wurde nicht durch die Dopplermethode entdeckt. Das wäre auch sehr schwierig, da es für diese Methode notwendig ist, das Sternlicht über einen Planetenumlauf zu messen, was im Fall von Epsilon Eridani c nahezu aussichtslos wäre: Die Umlaufzeit ist länger als 140 Jahre. Der Planet wurde durch die Form der Staubscheibe, welche Epsilon Eridani umgibt, „entdeckt“. Es gibt kein Foto von diesem Planeten noch irgend einen anderen greifbaren Hinweis: die Modellierung der Staubscheibe ergab einfach, dass sich ihre Form nur so erklären lässt, wenn ein Planet mit 0.1 Jupitermassen (nur noch gerade 30 Erdmassen!) in einer Entfernung von 40 AU (etwa 6 Milliarden Kilometer, die Entfernung von Pluto zur Sonne im Aphel) um Epsilon Eridani kreist. Dieser hypothetische Planet wäre also eine sehr kalte Welt: Weiter entfernt als Neptun von unserer Sonne, umkreist er Epsilon Eridani, der dazu auch noch leuchtschwächer ist als die Sonne. Die Exzentrizität des neuen Planeten beträgt 0.3, das ist viel, verglichen mit den Planeten in unserem Sonnensystem und wenig verglichen mit dem inneren Planeten (0.61). Weitere Beobachtungen und Untersuchungen der Scheibe müssen unternommen werden, um die Existenz dieses Planeten zu bestätigen oder zu wiederlegen.

Das Planetensystem könnte wegen seiner Nähe zur Sonne zu den ersten gehören, die von Menschen erforscht werden. Ein Raumschiff, das auf 20 Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, könnte in etwa 50 Jahren das System erreichen. Natürlich könnten dann erst die Nachkommen der ersten Crew das System erforschen, und die Rückreise würde nochmals 50 Jahre dauern.

Fazit: Interessant, weil das System so nahe bei der Sonne liegt, aber die Chancen, dort Leben zu finden, sind wohl nicht besser als diejenigen, auf den Jupitermonden Leben zu finden – also relativ klein.

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