Kleinkörper im Sonnensystem – Kometen, Asteroiden, Meteore und Meteorschauer

Neben den großen Planeten von Merkur bis Neptun gibt es noch eine Vielzahl von Kleinplaneten (Asteroiden, Planetoiden). Der erste Kleinplanet wurde 1800/1801 von G.Piazzi entdeckt und Ceres genannt. Bis 1807 kamen Pallas, Juno und Vesta hinzu. Seither reißt die Entdeckungsflut nicht ab. Bisher sind mehr als 5000 Objekte dieser Art bekannt. Die Gesamtzahl dürfte in die Zehntausende gehen. Anders als die „großen“ Planeten bewegen sich die Kleinplaneten auf zum Teil recht exotischen Bahnen. Die meisten Kleinplaneten bewegen sich zwischen Mars und Jupiter um die Sonne. Doch überkreuzt eine ganze Anzahl von dieser eigentlichen Kleinplanetenzone aus die Marsbahn oder die Erdbahn nach innen. Einige kommen sogar noch näher an die Sonne als Merkur. Einige laufen auch auf der Jupiterbahn um die Sonne und sind von diesem Riesenplaneten 60° nach beiden Seiten hin entfernt (Trojaner). Die überwiegende Mehrheit hat aber einen Sonnenabstand zwischen etwa 320 und 500 Millionen km. Die Gesamtmasse aller Kleinplaneten zusammengenommen dürfte weniger als ein Tausendstel der Erdmasse betragen. Die meisten Kleinplaneten sind recht dunkle oder auch dunkelrote, kohlenstoffreiche Körper. Nicht so viele bestehen aus Silikaten mit etwas Eisen, nur wenige fast ausschließlich aus Metallen.

Die meisten dieser Objekte sind ziemlich klein; lediglich Ceres hat einen Durchmesser von rund 1000 km, gefolgt von Pallas (590 km) und Vesta (530 km). Die meisten sind aber nur wenige Kilometer groß. Entsprechend lichtschwach erscheinen sie am Firmament.

Schon früh kam man zu der Annahme, es könne sich um Trümmer eines zerplatzten Planeten handeln. Dies entspricht aber nach Ansicht der meisten Planetenforscher nicht der Wahrheit. Wahrscheinlich handelt es sich bei den Kleinplaneten um Trümmer größerer Objekte, die aber nie zu einem einzigen Planeten zusammengehört haben. Man nimmt heute an, daß vor allem der nahe Jupiter mit seinem gewaltigen Schwerefeld die Bildung eines „richtigen“ Planeten verhindert hat; in diesem Fall wären die Kleinplaneten gleichsam fossile Zeugen aus der letzten Phase der Planetenentstehung.

Viele Amateure sehen das Auffinden und Verfolgen von Kleinplaneten als eine reizvolle Herausforderung an. Es ist schon eine Leistung, wenn man ein solches Objekt anhand der Angaben im Jahrbuch am Himmel findet und über eine Zeitlang verfolgen kann. Die Identifizierung wird sicher einfacher, wenn man die angegebenen Positionen in eine Sternkarte einträgt; nach Möglichkeit sollte diese Karte auch Sterne enthalten, die lichtschwächer als der Kleinplanet sind.

Die Bezeichnung der Kleinplaneten:

1. Nummer der Entdeckung 2. Name durch den Entdecker vergeben (nicht Eigenname). Z.B. Nr. 9 007 – James Bond.

Meteore

Wenn Staubteilchen auf ihren Bahnen um die Sonne mit der Erdatmosphäre zusamenstoßen, werden sie plötzlich gebremst und setzen dabei soviel Wärme frei, daß die sie umgebenden Luftmoleküle zum Leuchten angeregt werden: ein Meteor, eine „Sternschnuppe“, blitzt auf. Was wir sehen ist nicht das aufleuchtende und meist verglühende Teilchen. Dazu sind sie viel zu klein. Wir sehen die zum Leuchten gebrachte Luft um die Einflugschneise des Teilchens herum. Erscheinen die Meteore heller als Venus (etwa -5 Größenklassen), werden sie Feuerkugel genannt. Die Meteoroide, wie diese eindringenden Staubteilchen im englischen Sprachbereich heißen, können entweder ganz verglühen oder während der Bremsphase in mehrere Stücke zerbrechen. Ausreichend große Brocken können bis zur Erdoberfläche vordringen und dann als Meteorite gefunden werden. Die Geschwindigkeiten können dabei bis über 70 km/s betragen. Jeder Meteorit dürfte beim Durchgang durch die Atmosphäre als riesige Feuerkugel zu sehen gewesen sein. Es gibt Steinmeteorite und Eisenmeteorite.

Das Auffinden solcher Meteorite ist von großer Bedeutung, handelt es sich doch (abgesehen vom Mondgestein, das zur Erde zurückgebracht wurde) um die einzigen Objekte außerirdische Materie, die wir in unseren Laboratorien untersuchen können. Die größten Meteoriten erzeugen auch Krater.

Meteorbeobachtung

Eigentlich sehen wir gar nicht so wenig Meteore am Himmel. Meteore treten in jeder klaren Nacht auf, und man kann unter günstigen Beobachtungsbedingungen etwa 5 bis 15 pro Stunde mit bloßem Auge erkennen. Man spricht hier von sporadischen Meteoren, von Partikeln, die einzeln durch das Weltall treiben und unerwartet auftreten. Zu bestimmten Zeiten sind Meteore aber wesentlich zahlreicher; dann wandert die Erde durch einen Meteorstrom, der aus vielen Teilchen auf benachbarten Bahnen besteht. Viele dieser Meteorströme lassen sich auf bekannte oder verloschene Kometen zurückführen, und man geht davon aus, daß auch die sporadischen Meteore ihren Ursprung letztlich in den Kometen genommen haben. Es gibt auch Meteorströme, die nicht jedes Jahr gleich ergiebig sind.

Obwohl die eindringenden Staubteilchen eines Meteorstroms auf parallelen Bahnen ankommen, scheinen sie für einen Beobachter am Erdboden von einem bestimmten Punkt ausgehend auseinanderzustieben; dieser Punkt, der durch die Perspektive vorgetäuscht wird, heißt Radiant. Die meisten Meteorströme sind nach dem Sternbild benannt, in dem ihr Radiant liegt.

Kometen

Zu den geheimnisvollsten Körpern unseres Sonnensystems gehören die Kometen. Der Schweif eines Kometen galt früher als die aufregende Hauptsache: sein Auftauchen wurde oft mit dem gleichzeitigen Auftreten von Katastrophen in Verbindung gebracht.

Wesentlich ist aber nur ein kleiner Kern von wenigen Kilometern Durchmesser, der aus Eis und Staub besteht. Kometen sind die „schmutzigen Schneebälle“ des Sonnensystems.

Milliarden solcher Objekte schwirren weit jenseits der Plutobahn, der sog. Oortschen Wolke um die Sonne. Ihre Entfernung beträgt etwa 4 bis 12 Billionen km. Vielleicht gibt es auch noch einen sonnennäheren Gürtel nicht sehr weit hinter der Plutobahn. Nur ein kleiner Teil der Kometenkerne gelangt in das innere Planetensystem und wird dadurch überhaupt erst für uns sichtbar. Auf ihren langgestreckten Bahnen um die Sonne sind sie die längste Zeit unsichtbar, bis sie in Sonnennähe aufgeheizt werden und ein Teil der gefrorenen Gase verdampft. In manchen Fällen reichen die Bahnen bis nahe an die Sonnenoberfläche heran, im sonnenfernsten Teil dagegen können sie bis zu einem halben Lichtjahr weit nach „draußen“ reichen. Abhängig von der Bahngröße liegen die Umlaufzeiten zwischen 3.3 Jahren und mehreren Millionen Jahren; dabei werden Kometen mit Umlaufzeiten bis zu 200 Jahren als kurzperiodisch bezeichnet, alle anderen als langperiodisch.

Anders als die Planeten ziehen Kometen ihre Bahnen aber nicht nur entlang der Ekliptik.

Der Kometenkern wird dabei immer wärmer, ein Teil des Gases verdampft, und es entsteht die Koma, der „Kometenkopf“ mit einem Durchmesser von 10 000 bis 100 000 km. Durch den Sonnenwind wird ein Teil des Gases von der Koma weggetrieben; so bildet sich der Gasschweif, der stets von der Sonne abgewandt ist. Auch der Staub wird vom Kern freigesetzt. Der Staubschweif ist im Gegensatz zum Gasschweif etwas gekrümmt, weist aber im Prinzip ebenfalls von der Sonne weg. Der Gasschweif ist so dünn, daß die Sterne ungetrübt hindurchschimmern. Die Kometenschweife können viele Millionen Kilometer lang werden. Die Kometen verlieren bei ihrem Lauf durch das innere Planetensystem Materie, und zwar umso mehr, je lockerer sie gepackt sind und je näher sie zur Sonne kommen. Danach kehren sie meist wieder in die Oortsche Wolke zurück.

Solche „neuen“ Kometen können langfristig nicht vorhergesagt werden. Läuft ein „neuer“ Komet nahe an einem großen, massereichen Planeten vorüber, so kann er so gestört werden, daß er fortan in wenigen Jahren oder Jahrzehnten auf einer engeren Ellipse um die Sonne kreist. Er wird zu einem periodischen Kometen und kann jetzt vorhergesagt werden. Jeder der großen Gasplaneten hat eine regelrechte Kometenfamilie, mit bekannten Umlaufzeiten. Die periodischen Kometen sind allerdings meist nicht sehr spektakulär. Der Grund ist leicht einzusehen: Sie liefen inzwischen bereits so oft nahe der Sonne vorbei, daß sie ziemlich verbraucht sind und schon viel Gas und Staub verloren haben.

Hin und wieder tauchen recht auffällige Kometen am Firmament auf, aber wirklich spektakuläre Kometen sind einigermaßen selten. Einen hellen Kometen sollte man nicht verpassen. Zwar ziehen im Schnitt pro Jahr einige Objekte vorbei, die hell genug werden, um in Amateurfernrohren sichtbar zu werden, doch sind diese und alle übrigen regelmäßigen Kometen alles andere als eindrucksvoll; eine Ausnahme stellt der Halleysche Komet dar, der alle 76 Jahre wiederkehrt. Die Lebensdauer des Halleyschen Kometen wird nur auf höchstens einige Hunderttausend Jahre geschätzt.

Die wirklich hellen Kometen tauchen plötzlich und unerwartet auf und kommen mitunter zum ersten Mal überhaupt in Sonnennähe. In Einzelfällen kommt ein solcher Komet so nahe an die Sonne heran, daß er auseinanderbricht und die Bruchstücke als selbstständige Kometen weiterziehen. Jeder Komet sieht anders aus. Man beobachtet zunächst nur ein nebliges Fleckchen (die Koma) und später meist einen, mitunter auch mehrere Schweife, die sich in seltenen Fällen über den halben Himmel erstrecken können. Die Schweiflänge hängt zum einen von der Menge des freigesetzten Materials ab, zum anderen von der Perspektive, da sie stets von der Sonne weggerichtet sind: der Gasschweif erscheint schmal und geradlinig, der Staubschweif dagegen breiter und oft in einem geschwungenen Bogen; gelegentlich werden auch sogenannte Antischweife beobachtet, die scheinbar in Richtung zur Sonne zeigen. Die Staubteilchen, die sich von dem Kometen lösen, sind Ausgangsprodukt für Meteorströme und das Zodiakallicht.

Die Bezeichnung der Kometen:

Zunächst erhalten sie den Namen des Entdeckers, daneben erhält er eine vorläufige Bezeichnung in der Reihenfolge der Entdeckung, später ordnet man die Kometen innerhalb eines Jahres nach dem Datum ihres Durchgangs durch den sonnennächsten Bahnpunkt (Perihel).