Der Kuipergürtel und die Bahnen der äußeren Planeten Jupiter (Orange), Saturn (Lila), Uranus (Grün) und Neptun (Blau).
(Grafik: EasySky)
Der Kuipergürtel, vorhergesagt und benannt nach dem US-Astronomen niederländischer Herkunft, Gerrit Pieter Kuiper, ist eine ringförmige, relativ flache Region, die sich in unserem Sonnensystem außerhalb der Neptunbahn in einer Entfernung von ungefähr 30 bis 50 Astronomischen Einheiten (AE = mittlerer Abstand der Erde zur Sonne) nahe der Ekliptik erstreckt und hunderttausende Objekte enthält, darunter schätzungsweise mehr als 70.000 Objekte mit mehr als 100 km Durchmesser. Die Gesamtmasse der Objekte im Kuipergürtel wird auf ein Zehntel der Erdmasse geschätzt. Damit übertrifft der Kuipergürtel den zwsichen Mars und Jupiter befindlichen Asteroidengürtel sowohl gemessen an der Anzahl der Objekte als auch an Gesamtmasse ganz deutlich. Alleine Eris, das massenreichte Objekt im Kuipergürtel (siehe unten), hat mehr als die fünffache Masse als alle Objekte im Asteroidengürtel zusammengenommen.
Im Modellmaßstab des Planetenwegs erstreckt der Kuipergürtel in einer Entfernung von 2 km bis 4 km von der Sonne.
Die größten bekannten Objekte im Kuipergürtel sind: Die Zwergplaneten Pluto (2375 km), Eris (2326 km Durchmesser), Haumea (ca. 2200 x 1100 km) und Makemake (1502 km) sowie Charon (1211 km), der größte der fünf Monde Plutos.
Die größten bekannten Objekte im Kuipergürtel im Größenvergleich zur Erde.
(Grafik: Lexicon, Lizenz CC-BY-SA 3.0)
Pluto
Pluto galt von seiner Entdeckung durch den US-Astromomen Clyde Tombaugh am 18. Februar 1930 bis zur Neudefinition des Begriffs „Planet“ durch die Internationale Astronomische Union (IAU) am 24. August 2006 als der neunte und äußerste Planet des Sonnensystems. Sein Durchmesser entspricht nur etwa zwei Drittel des Durchmessers der Erdmondes, seine Masse beträgt gar nur etwa ein Sechstel der Masse des Mondes. Pluto bewegt sich auf einer um 17° gegen die Erdbahnebene geneigten, stark exzentrischen Bahn um die Sonne. Seine Bahne unterscheidet sich damit auffällig von den nahezu kreisförmigen, etwa in einer Ebene befindlichen Bahnen der acht Planeten des Sonnensystems.
Pluto wird von fünf Monden umkreist. Charon ist mit einem Durchmesser von 1211 km der größte dieser Monde. Er ist damit rund halb so groß wie Pluto selbst, während seine Masse rund ein Achtel der Masse des Zwerplaneten beträgt. Aufgrund dieser außergewöhnlichen Verhältnisse liegt der Schwerpunkt des Pluto-Charon-Systems außerhalb des Hauptkörpers: Pluto und Charon kreisen also um einen gemeinsamen Schwerpunkt, der zwischen den beiden Objekten liegt.
Die mittlere Oberflächentemperatur auf Pluto liegt bei -230 °C. Seine von Stickstoff-, Methan- und Trockeneise bedeckten Oberfläche zeigt erstaunlich vielfältige Formationen, die eher einen geologisch aktiven als einen in der Kälte erstarrten Eisplaneten vermuteln lassen. Pluto hat auch eine dünne, aber augedehnte, bis in eine Höhe von 1600 Kilometer reichende Atmosphäre, die sich hauptsächlich aus Stickstoff und Kohlenmonoxid zusammensetzt.
Der Name Pluto leitet sich vom griechischen Gott der Unterwelt ab und wurde kurz nach der Entdeckung des Himmelskörpers von Venetia Burney, einem damals 11-jährigen, von der klassieschen Mythologie faszinierten Mädchen aus Oxford vorgeschlagen.
| Pluto | Absolut | Relativ | Planetenweg |
|---|---|---|---|
| Sonnenabstand | 5.906 Mio.km | 39,5 x Erde | 2953 m |
| Durchmesser | 2.375 km | 0,19 x Erde | 1,2 mm |
| Masse | 1,3x1022 kg | 0,0021 x Erde | 0,0016 g |
| Schwerebeschl. | 0,58 m/s² | 0,06 x Erde | |
| Rotationszeit | 6,4 Tage | 6,4 x Erde | |
| Umlaufzeit | 247,7 Jahre | 247,7 x Erde | |
| Bahngeschw. | 4,7 km/s | 0,16 x Erde | |
| Lichtlaufzeit | 5h 27m 42s |
Eris
Eris wurde am 29. Juli 2005 von den US-Astronomen Mike Brown, Chad Trujillo und David Rabinowitz entdeckt. In den Medien wurde sie zunächst häufig als „zehnter Planet“ bezeichnet, aber im Jahr 2006 wurde Eris - wie Pluto - als Zwergplanet klassifiziert. Eris hat nahezu die selbe Größe, aber beinahe 30% mehr Masse als Pluto. Sie ist somit der massenreichste bisher bekannte Zwergplanet des Sonnensystems. Eris ist etwa doppelt so weit von der Sonne entfernt wie Pluto. Die mittlere Oberflächentempertur von Eris dürfte bei rund -240 °C liegen, nur etwa 30 °C über dem absoluten Nullpunkt.
Der Name Eris stammt von der Göttin des Streites und der Zwietracht in der griechischen Mythologie – ein Anspielung auf die Uneinigkeit der Astronomen bei der Klassifizierung der großen Kuipergürtel-Objekte als Planeten oder Zwergplaneten.
| Eris | Absolut | Relativ | Planetenweg |
|---|---|---|---|
| Sonnenabstand | 10.173 Mio.km | 68,0 x Erde | 5087 m |
| Durchmesser | 2.326 km | 0,18 x Erde | 1,2 mm |
| Masse | 1,7x1022 kg | 0,0028 x Erde | 0,0021 g |
| Schwerebeschl. | 0,83 m/s² | 0,08 x Erde | |
| Rotationszeit | 1,1 Tage | 1,1 x Erde | |
| Umlaufzeit | 560 Jahre | 560 x Erde | |
| Bahngeschw. | 3,6 km/s | 0,12 x Erde | |
| Lichtlaufzeit | 9h 24m 25s |
Kometen
Gerard Kuiper vermutete, dass ein Großteil der kurzperiodischen Kometen (d. h. solche auf elliptischen Umlaufbahnen mit Umlaufzeiten von weniger als 200 Jahren) aus dem später nach ihm Kuipergürtel stammt - eine Annahme, die heute von den meisten Astronomen geteilt wird. Bei der Kollisionen oder engen Begegnungen von Objekten im Kuipergürtel können Bruchstücke aus der ursprünglichen Bahn geworfen werden und in Sonnennähe gelangen, wo sie sich durch das Verdampfen von Eis Material verlieren und auf diese Art das typische Erscheinungsbild eines Kometen entsteht.
Erforschung
Nachdem Pluto 1930 entdeckt und zunächst für einen weit entfernten Eisplaneten gehalten wurde, sollten weitere 60 Jahre vergehen, bis ein weiteres Mitglied des Kuipergürtels entdekt wurde: Die US-Astronomen David C. Jewitt und Jane Luu entdeckten im Jahr 1992 das Objekt mit der vorläufigen Bezeichnung 1992 QB1, das heute den Namen Albion trägt und dessen Durchmesser auf rund 170 km geschätzt wird. Seither wurden über tausend weitere transeptune Objekte nachgewiesen.
Nach neunjähriger Flugzeit erreichte die NASA-Raumsonde New Horizons am 14. Juli 2015 den Pluto und lieferte erstmals Nahaufnahmen des Zwerplaneten und seines Mondes Charon, und damit auch die ersten Nahaufnahmen von Objekten im Kuipergürtel überhaupt. New Horizons dringt nun weiter in den Kuipergürtel vor und soll zum Jahreswechsel 2018-2019 ein weiteres Objekt in dieser Region des Sonnensystems mit der Bezeichnung 2014 MU69 erforschen.
Beobachtung
Augrund ihrer großen Entfernung und ihrer geringen Größe sind die Objekte im Kuipergürtel für Amateurastronomen kaum beobachtbar. Visuell kann lediglich Pluto mit einem Teleskop von mindestens 30 cm Öffnung unter dunklem Himmel aufgespürt werden. Mit Hilfe elektronischer Kameras können Hobbyastronomen aber auch noch einige weitere transneptune Objekte nachweisen.
