Planetenweg der Linzer Astronomischen Gemeinschaft

Kuipergürtel

Foto: NASA
Kuipergürtel

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 zwischen Mars und Jupiter befindlichen Asteroidengürtel sowohl gemessen an der Anzahl der Objekte als auch an Gesamtmasse ganz deutlich. Alleine Eris, das massenreichste Objekt im Kuipergürtel (siehe unten), hat mehr als die fünffache Masse aller übrigen Objekte im Asteroidengürtel zusammengenommen.

Im Modellmaßstab des Planetenwegs erstreckt sich 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.

Transneptune Objekte

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 des 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 Bahn 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 Zwergplaneten 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 Trockeneis bedeckte Oberfläche zeigt erstaunlich vielfältige Formationen, die eher einen geologisch aktiven als einen in der Kälte erstarrten Eisplaneten vermuten lassen. Pluto hat auch eine dünne, aber ausgedehnte, 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 klassischen Mythologie faszinierten Mädchen aus Oxford vorgeschlagen.

PlutoAbsolutRelativPlanetenweg
Sonnenabstand5.906 Mio.km39,5 x Erde2953 m
Durchmesser2.375 km0,19 x Erde1,2 mm
Masse1,3x1022 kg0,0021 x Erde0,0016 g
Schwerebeschl.0,58 m/s²0,06 x Erde
Rotationszeit6,4 Tage6,4 x Erde
Umlaufzeit247,7 Jahre247,7 x Erde
Bahngeschw.4,7 km/s0,16 x Erde
Lichtlaufzeit5h 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 gleiche 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 Oberflächentemperatur 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 – eine Anspielung auf die Uneinigkeit der Astronomen bei der Klassifizierung der großen Kuipergürtel-Objekte als Planeten oder Zwergplaneten.

ErisAbsolutRelativPlanetenweg
Sonnenabstand10.173 Mio.km68,0 x Erde5087 m
Durchmesser2.326 km0,18 x Erde1,2 mm
Masse1,7x1022 kg0,0028 x Erde0,0021 g
Schwerebeschl.0,83 m/s²0,08 x Erde
Rotationszeit1,1 Tage1,1 x Erde
Umlaufzeit560 Jahre560 x Erde
Bahngeschw.3,6 km/s0,12 x Erde
Lichtlaufzeit9h 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 benannten Kuipergürtel stammt - eine Annahme, die heute von den meisten Astronomen geteilt wird. Bei 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 Objekt des Kuipergürtels entdeckt wurde: Die US-Astronomen David C. Jewitt und Jane Luu entdeckten im Jahr 1992 das Objekt 1992 QB1, dessen Durchmesser auf rund 170 km geschätzt wird. Seither wurden über tausend weitere transneptune Objekte nachgewiesen.

Nach neunjähriger Flugzeit erreichte die NASA-Raumsonde New Horizons am 14. Juli 2015 den Pluto und lieferte erstmals Nahaufnahmen des Zwergplaneten 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 um das Jahr 2018-2019 ein weiteres Objekt in dieser Region des Sonnensystems 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.