Kleine Objekte im Sonnensystem

1Der Asteroidengürtel

Zwischen den Planeten Mars und Jupiter kreist in einer riesigen Zone eine Vielzahl aus Felsen, Brocken und Staub – der Asteroidengürtel. Anders als oft angenommen ist dieser Bereich kein dichtes Feld aus fliegenden Steinen: Der Platz dort ist gewaltig, und die meisten Asteroiden liegen sehr weit voneinander entfernt.

Viele Asteroiden stammen nicht direkt aus der Urzeit des Sonnensystems, sondern sind Trümmer größerer Felskörper, die einst zusammengestoßen und zerbrochen sind. Sie bestehen aus Gestein, Metall oder einer Mischung aus beidem – manche sind winzig wie ein Sandkorn, andere wie Ceres oder Vesta mehrere hundert Kilometer groß. Die starke Schwerkraft des nahen Jupiter hat verhindert, dass sich in dieser Zone ein richtiger Planet bilden konnte; deshalb kreisen dort bis heute so viele einzelne Brocken.

Manche Asteroiden werden sogar von eigenen kleinen Monden begleitet – der Asteroid Ida etwa wird von seinem winzigen Begleiter Dactyl umkreist.

Der Asteroidengürtel lässt sich grob in drei Bereiche einteilen – einen inneren, einen mittleren und einen äußeren –, in denen sich Asteroiden mit ähnlichen Bahnen konzentrieren. Innerhalb dieser Bereiche lassen sich zudem mehrere sogenannte Asteroidenfamilien unterscheiden: Gruppen von Asteroiden mit sehr ähnlichen Bahnen, die vermutlich alle aus demselben größeren Körper hervorgegangen sind, als dieser bei einem Zusammenstoß zerbrach. Insgesamt sind bislang neun größere Asteroidenfamilien bekannt.

2Warum entstand zwischen Mars und Jupiter kein Planet?

Nach einem einfachen mathematischen Muster, der sogenannten Titius-Bode-Regel, hätte zwischen Mars und Jupiter eigentlich ein weiterer Planet liegen müssen – die Abstände der bekannten Planeten von der Sonne folgen erstaunlich genau dieser Zahlenreihe. Tatsächlich liegt an dieser Stelle aber kein Planet, sondern der Asteroidengürtel.

Der Grund dafür ist die gewaltige Schwerkraft des benachbarten Jupiter. Sie hat die Materiebrocken in dieser Zone im frühen Sonnensystem immer wieder durcheinandergewirbelt und beschleunigt, sodass sie bei Zusammenstößen eher zerbrachen, als sich zu einem Planeten zu verbinden. Bis heute erzeugt Jupiters Schwerkraft dadurch mehrere deutliche Lücken im Asteroidengürtel, an Stellen, an denen ein Asteroid in einem festen Zahlenverhältnis zu Jupiters Umlaufzeit stehen würde – etwa bei 2,5, 2,8 und 2,95 Astronomischen Einheiten Entfernung von der Sonne. Diese sogenannten Kirkwood-Lücken sind praktisch leergeräumt.

3Zwergplaneten

Zwergplaneten sind die „kleinen Geschwister“ der Planeten: Wie die großen Planeten kreisen sie um die Sonne und sind meist rund, doch sie sind zu klein, um ihre Umlaufbahn von anderem Material freizuräumen. Deshalb teilen sie sich ihre Bahn oft mit vielen Asteroiden oder Eisbrocken.

Der bekannteste Zwergplanet ist Pluto, der früher als neunter Planet des Sonnensystems galt, bis Astronominnen und Astronomen 2006 entschieden, dass er zu den Zwergplaneten zählt. Weitere Zwergplaneten sind Ceres, Eris sowie die 2008 offiziell als Zwergplaneten eingestuften Makemake und Haumea. Zwergplaneten gibt es sowohl im Asteroidengürtel, etwa Ceres, als auch weit draußen im Kuipergürtel hinter Neptun.

Pluto besitzt fünf Monde – einer davon, Charon, ist fast so groß wie Pluto selbst und würde von seiner Oberfläche aus gesehen riesig am Himmel stehen.

4Kuipergürtel

Hinter der Umlaufbahn des Neptun beginnt ein riesiger, kalter Bereich des Sonnensystems: der Kuipergürtel. Dort fliegen Millionen kleiner, poröser Brocken aus Eis, Staub und Gestein um die Sonne – uralte Bausteine aus der Entstehungszeit des Sonnensystems. Manche dieser Objekte sind groß genug, um als Zwergplaneten zu gelten, etwa Pluto, Makemake, Haumea und Eris.

Im Kuipergürtel ist es so kalt, dass das Eis dort seit Milliarden Jahren nicht geschmolzen ist. Er beginnt bei etwa 30 Astronomischen Einheiten (dem 30-Fachen der Entfernung zwischen Erde und Sonne) und reicht bis ungefähr 50 Astronomische Einheiten.

Manche Kometen stammen aus dem Kuipergürtel: Werden Objekte von dort durch Zusammenstöße oder die Anziehungskraft großer Zwergplaneten aus ihrer kalten Heimat herausgeschleudert, reisen sie in Richtung Sonne, wo ihr Eis verdampft und sie einen leuchtenden Schweif entwickeln.

5Kometen

Kometen sind eisige Brocken aus Staub, Gestein und gefrorenem Gas, die aus den äußersten, kalten Regionen des Sonnensystems stammen – meist aus dem Kuipergürtel oder der noch weiter entfernten Oortschen Wolke. Ihr fester Mittelpunkt wird Kern genannt. Nähert sich ein Komet der Sonne, wird er wärmer und sein Eis beginnt zu schmelzen: Um den Kern bildet sich dann eine leuchtende Gas- und Staubhülle, die sogenannte Halo oder Koma.

Dabei entstehen Gas und Staub, die vom Sonnenwind weggeblasen werden und dem Kometen zwei leuchtende Schweife verleihen: einen leicht gebogenen, gelblich leuchtenden Staubschweif aus winzigen Teilchen, der entlang der Kometenbahn verläuft, und einen geraden, bläulich leuchtenden Gasschweif, der immer von der Sonne wegzeigt. Entfernt sich der Komet wieder von der Sonne, gefriert alles erneut und die Schweife verschwinden.

Der bekannteste Komet, Halley, kommt alle 76 Jahre an der Erde vorbei – zuletzt 1986, das nächste Mal im Jahr 2061.

6Oortsche Wolke

Weit außerhalb aller Planetenbahnen liegt die geheimnisvolle Oortsche Wolke – eine riesige, kugelförmige Hülle aus Eisbrocken, Staub und Gestein, die das gesamte Sonnensystem umgibt. Man geht davon aus, dass sie aus Millionen oder sogar Milliarden eisiger Objekte besteht, die als Überreste aus der Entstehungszeit des Sonnensystems gelten.

Die Oortsche Wolke ist so weit entfernt, dass noch nie ein Mensch oder ein Raumschiff dort war – Forschende kennen sie nur durch Berechnungen und die Beobachtung von Kometen. Sie beginnt vermutlich bei etwa 3.000 Astronomischen Einheiten und reicht möglicherweise bis 100.000 Astronomische Einheiten weit, fast ein Viertel der Strecke bis zu den nächsten Sternen.

Wird gelegentlich ein Stück aus der Oortschen Wolke herausgeschleudert, fliegt es Richtung Sonne und wird zu einem Kometen mit seinem charakteristischen Schweif.

7Staubteilchen

Überall im Sonnensystem schweben winzig kleine Staubteilchen umher – manche kaum größer als ein Sandkorn, andere noch viel kleiner. Diese Teilchen stammen aus ganz unterschiedlichen Quellen: aus Vulkanausbrüchen auf Planeten, von Kometen, die beim Vorbeiflug an der Sonne Staub verlieren, oder aus Zusammenstößen von Asteroiden, die kleine Krümel ins All schleudern.

Obwohl sie winzig sind, spielen sie eine wichtige Rolle: Sie reflektieren Sonnenlicht und erzeugen manchmal ein zartes Leuchten am Nachthimmel, das sogenannte Zodiakallicht. Genau solche Staubteilchen waren zu Beginn der Geschichte unseres Sonnensystems die Bausteine, aus denen Planeten und Monde entstanden.

Jeden Tag fallen mehrere Tonnen Weltraumstaub auf die Erde – ein winziger Teil davon könnte sogar auf einem Hausdach landen.