Planetenweg der Linzer Astronomischen Gemeinschaft

Asteroidengürtel

Foto: NASA
Asteroidengürtel

Der Asteroidengürtel zwischen den Bahnen von Mars (Rot) und Jupiter (Orange). Die Erdbahn ist in blauer Farbe markiert.

(Grafik: EasySky)

Als Asteroidengürtel, Planetoidengürtel oder Hauptgürtel wird die Ansammlung von Asteroiden und Zwergplaneten im Sonnensystem bezeichnet, die sich zwischen den Planetenbahnen von Mars und Jupiter befindet. Mehr als 600.000 solcher Objekte sind derzeit in diesem Bereich erfasst.

Jeder Versuch, den Asteroidengürtel grafisch darzustellen, verfälscht das tatsächliche Bild, denn die überwiegende Anzahl der Objekte ist so klein, dass sie maßstabgetreu nicht darstellbar sind. Auch wenn sich vermutlich mehrere Millionen Objekte in diesem riesigen Abschnitt des Sonnensystems bewegen, würde der Raum bei näherer Betrachtung leer erscheinen. Das haben viele problemlose Durchflüge von Raumsonden bereits bewiesen. Man darf sich den Asteroidengürtel also nicht als dichtes Gewirr aus Felsbrocken vorstellen. Tatsächlich beträgt die Gesamtmasse aller Objekte im Planetoidengürtel nur etwa 1% der Masse von Merkur, dem kleinsten Planeten im Sonnensystem. Der größte Asteroid, Ceres (siehe unten) vereinigt etwa ein Drittel dieser Masse in sich. Der Rest verteilt sich auf abertausende Objekte, die einen mehr als 200 Millionen Kilometer breiten Ring um die Sonne bilden.

Die frühere These, dass der Asteroidengürtel durch die Kollision oder das Zerbrechen eines Planeten entstand, wird heute durch die Annahme verdrängt, dass die Objekte aus der Zeit der Entstehung des Sonnensystems stammen und durch die gravitative Einwirkung Jupiters das Zusammenwachsen zu einem Objekt verhindert wurde.

Ceres

Ceres ist mit einem Äquatordurchmesser von 963 km das größte Objekt im Asteroiden-Hauptgürtel und wird auf Grund seiner Größe und Form zu den Zwergplaneten gezählt. Sie hat knapp den doppelten Durchmesser und rund die vierfache Masse von Vesta, dem zweitgrößten Objekt im Asteroidengürtel.

Ceres wurde am 1.Januar 1801 von dem sizilianischen Priester und Astronomen Giuseppe Piazzi als erster Kleinplanet entdeckt. Er benannte den von ihm entdeckten Himmelskörper nach der römischen Göttin des Ackerbaus und Patronin von Sizilien.

Ceres

Der Zwergplanet Ceres im Größenvergleich zur Erde.

(Fotos: NASA/JPL/UCLA/MPS/DLR/IDA)

Der Zwergplanet Ceres besitzt einen festen Kern aus Silikatgestein und Metallen, der von einem Mantel umgeben ist, der vornehmlich aus Wassereis besteht. Insgesamt dürfte Ceres zu rund 20% aus Wasser bestehen. Mit ihrem differenzierten Aufbau unterscheidet sich Ceres von der überwiegenden Mehrheit der Asteroiden, die meist aus Material bestehen, das die Zeit seit der Entstehung des Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren unverändert überstanden hat.

CeresAbsolutRelativPlanetenweg
Sonnenabstand414 Mio.km2,8 x Erde208 m
Durchmesser963 km0,075 x Erde0,5 mm
Masse9,4x1020 kg0,00016 x Erde0,0001 g
Schwerebeschl.0,27 m/s²0,03 x Erde
Rotationszeit9h 4m 30s0,38 x Erde
Umlaufzeit4,6 Jahre4,6 x Erde
Bahngeschw.18 km/s0,60 x Erde
Lichtlaufzeit22m 58s

Erforschung

Seit der Antike bis gegen Ende des 18. Jahrhundert waren sechs Planeten in unserem Sonnensystem bekannt (Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter und Saturn) und im Lauf der Jahrhunderte wurden deren Abstände von der Sonne immer präziser errechnet. Die Abstände von Planet zu Planet sind umso größer, je weiter diese von der Sonne entfernt sind. Daher vermuteten frühere Astronomen eine physikalische Gesetzmäßigkeit in den Folgen der Abstände. In den 1760er Jahren erstellte der deutsche Astronom Johann Daniel Titius eine Näherungsformel, welche die Abstände der Planeten von der Sonne durch eine einfache mathematische Formel darstellen sollte. Veröffentlicht wurde die Formel im Jahre 1772 durch einen anderen deutschen Astronomen, Johann Elert Bode, weshalb diese Formel als „Titius-Bode-Reihe“ bekannt ist. Mit ihrer Hilfe lassen sich die ungefähren Abstände der damals bekannten Planeten von der Sonne berechnen. Darüber hinaus bekräftigte diese Formel eine bereits von Johannes Kepler geäußerte Vermutung, wonach sich zwischen Mars und Jupiter ein zusätzlicher Planet befinden müsste. Als im Jahr 1781 durch Zufall der Planet Uranus entdeckt wurde, zeigte sich, dass dessen Abstand zur Sonne ebenfalls mit dem von der Titius-Bode-Reihe vorhergesagten Bahnradius übereinstimmte. Davon ermuntert, begannen die Astronomen nun nach dem postulierten Planeten zwischen Mars und Jupiter Ausschau zu halten.

Erstmals Erfolg hatte am 1. Jänner 1801 der sizilianische Priester und Astronom Giuseppe Piazzi. Seine Entdeckung, Ceres, wurde zunächst als Planet bezeichnet. Auch die 1802, 1804 und 1807 entdeckten Asteroiden Pallas, Juno und Vesta wurden als Planeten klassifiziert. Erst als ab der Mitte des 19. Jahrhunderts die Zahl der zwischen den Umlaufbahnen der Planeten Mars und Jupiter gefundenen Objekte rasch anstieg, verloren Ceres und die anderen Objekte zwischen Mars und Jupiter ihren Status als Planet. Sie wurden fortan als „Kleinplaneten“, „Planetoiden“ oder „Asteroiden“ bezeichnet.

In den letzten Jahrzehnten rückten erdnahe Asteroiden in das Zentrum des Interesses der Forscher. Erdbahnkreuzer, die aus dem Asteroidengürtel ausscheren und unserem Heimatplaneten nahe kommen können, stellen eine potentielle Gefahr für die Erde und ihre Bewohner dar. So wird das Massensterben, das sich vor 65 Millionen Jahren ereignet hat und unter anderem zum Aussterben der Dinosaurier geführt hat, auf den Einschlag eines nur etwa 10 km großen Asteroiden zurückgeführt.

Im Jahr 1991 flog die Raumsonde Galileo auf ihrem Weg zum Planeten Jupiter an dem rund 10 km große Asteroiden Gaspa vorbei und erkundete erstmals einen Kleinplaneten aus der Nähe. Seither wurde rund ein Dutzend weiterer Planetoiden mit Raumsonden untersucht. Im November 2005 sammelte die japanische Raumsonde Hayabusa Bodenproben von dem erdnahen Asteroiden Itokawa, die anschließend zur Erde zurück gebracht und in irdischen Labors untersucht werden konnten. Die NASA-Raumsonde Dawn schwenkte 2011 in eine Umlaufbahn um den Asteroiden Vesta ein und erforschte 14 Monate lang diesen nach Ceres zweitgrößten Himmelskörper im Asteroidengürtel. Danach flog sie zum Zwergplaneten Ceres weiter, den sie seit Anfang 2015 umkreist und erforscht.

Beobachtung

Unter günstigen Umständen kann der Asteroid Vesta gerade noch mit bloßem Auge gesehen werden. Schon mit einem kleinen Teleskop können Dutzende Asteroiden aufgesucht werden, die sich dem Beobachter aber nur als Lichtpunkte zeigen.

Gut ausgerüstete Amateurastronomen können zur Erforschung der Asteroiden beitragen, in dem sie ihre Rotationszeit bestimmen oder ihre präzise Position vermessen und so zur Berechnung einer exakten Umlaufbahnen beitragen. Mitgliedern der Linzer Astronomischen Gemeinschaft gelang in der Privatsternwarte Davidschlag (Gemeinde Kirchschlag) auch die Entdeckung von rund zwei Dutzend Kleinplaneten.