Asteroidengürtel
Der Asteroidengürtel, auch Planetoidengürtel oder Hauptgürtel, ist die Ansammlung von Asteroiden oder Kleinplaneten zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter. Der Großteil der Asteroiden bzw. Planetoiden unseres Sonnensystems befindet sich in diesem Bereich. Der Gesamtbereich der einzelnen Umlaufbahnen wird heute mit etwa 2,0 bis 3,4 AE angegeben; schon vor 100 Jahren berechnete ihn Johann Palisa mit 2,2 bis 3,6 AE.
Entdeckung
Aufgrund der als Titius-Bode-Reihe bezeichneten empirischen Formel, die der Ordnung der bis dahin bekannten Planeten entsprochen hat, wurde gegen Ende des 18. Jahrhunderts mit der systematischen Suche nach einem laut der Formel „fehlenden“ Planeten in diesem Bereich begonnen. Mit seiner Entdeckung des später als Ceres benannten Zwergplaneten am 1. Januar 1801 glaubte Giuseppe Piazzi den Planeten gefunden zu haben. Doch kamen in den folgenden Jahren nach und nach weitere ähnliche Entdeckungen hinzu – zum Beispiel Pallas (1802) und Vesta (1807), die dazu führten das Ceres bis zum 24. August 2006 als Asteroid galt. Bis 1890 wusste man schon von 300 Asteroiden in dieser „Planetenlücke“ – bis heute sind es über 100.000 Objekte; darunter auch welche, die wie im Falle der Ida und ihres Begleiters Dactyl, sogar einen eigenen kleinen Mond haben.
Es wird heute allgemein angenommen, dass der Asteroidengürtel gleichzeitig mit dem restlichen Sonnensystem aus einem präsolaren Urnebel hervorgegangen ist und aufgrund der Einwirkung des Jupiter nicht zu einem Planeten zusammenwachsen konnte. Eine in der Vergangenheit populäre These, nach der es an der entsprechenden Stelle einmal einen kleinen Planeten gab, der aber durch die Kollision mit einem größeren Asteroiden in Stücke gerissen wurde, wird heute kaum noch vertreten.
Objekte
Es handelt sich um Objekte in der Größe von kleinen, unregelmäßig geformten Brocken bis zu dem Zwergplaneten im Hauptgürtel, Ceres, dessen Durchmesser mit etwa 945 Kilometern gut einem Viertel des Durchmessers unseres Mondes entspricht, aber nur 1,6 Prozent dessen Masse hat, was der Relation zwischen Mond und Erde nahe kommt. Bis auf das hellste Gürtelmitglied Vesta sind sie von der Erde aus nicht mit bloßem Auge auszumachen. Die Gesamtmasse aller Asteroiden des Hauptgürtels beträgt etwa 5 Prozent der des Erdmondes und entspricht damit knapp einem Drittel von Pluto, das heißt, sie erreicht nur die Masse des größten Uranusmondes Titania.
Die Zusammensetzung der Asteroiden ist nicht im gesamten Hauptgürtel gleich. Im inneren Bereich (zwischen 2,0 und 2,5 AE) dominieren helle Objekte der Spektralklassen E (Albedo ~0,4) und S (Albedo ~0,2), auch die V-Klasse ist dort angesiedelt. Es handelt sich dabei um silikatreiche Objekte, die im Laufe ihrer Geschichte teilweise oder auch ganz aufgeschmolzen wurden. Ab einem Abstand von etwa 2,5 AE dominieren die dunklen, kohlenstoffhaltigen Asteroiden der Spektralklasse C (Albedo ~0,05). Ihre Zusammensetzung unterscheidet sich deutlich von den Asteroiden im inneren Bereich des Hauptgürtels: Sie dürften aus einer Mischung von Eis und Gestein hervorgegangen sein, die nur mäßig erhitzt wurde. Im äußeren Bereich des Asteroidengürtels treten dann vermehrt Objekte der Spektralklassen D und P auf. Diese sind dem C-Typ zwar ähnlich, wurden aber in ihrer Geschichte offenbar kaum nennenswert erhitzt, sodass auf ihrer Oberfläche noch Eis vorhanden sein könnte. Mit zunehmendem Abstand von der Sonne ist also eine Entwicklung von Objekten mit komplexer geologischer Vergangenheit bis hin zu primitiven (wenig veränderten) Asteroiden, die noch den hypothetischen Planetesimalen aus der Frühzeit des Sonnensystems entsprechen, feststellbar.
Verteilung
Die Asteroiden sind im Hauptgürtel nicht gleichmäßig verteilt, da die Gravitation des Planeten Jupiter – er vereint rund 70 Prozent der Gesamtmasse der Planeten unseres Sonnensystems in sich – Bahnstörungen verursacht. Bei ganzzahligen Verhältnissen der Umlaufzeiten der Asteroiden und des Jupiter treten Resonanzen auf, die den Gravitationseffekt verstärken. In diesen Bereichen sind keine stabilen Asteroidenbahnen möglich, so dass hier Lücken im Hauptgürtel auftreten. Nach dem Astronomen Daniel Kirkwood, der diese Lücken bereits 1866 festgestellt hatte, wurden sie Kirkwoodlücken genannt.
Umgebung des Hauptgürtels (Entfernungen in AE):
Die Bereiche der Hauptgürtelasteroiden sind rot dargestellt, die der kleineren Asteroidengruppen blau.
Sonstige Vorkommen
Etwa zehn Prozent der bekannten Asteroiden laufen nicht auf Bahnen zwischen Mars und Jupiter.
- Innerhalb der Marsbahn bewegen sich die Amor-Typ-, Apollo-Typ- und Aten-Typ-Asteroiden.
- Auf den Bahnen der Planeten Mars, Jupiter und Neptun laufen Asteroiden um die Sonne, die als Trojaner bezeichnet werden.
- Jenseits des Neptun bewegen sich Transneptune bzw. Objekte des Kuipergürtels (KBO - Kuiper Belt Objects). In diesem Bereich werden mehr Objekte vermutet als im Hauptgürtel, aufgrund der großen Entfernung sind sie aber schwieriger nachzuweisen. Zudem finden sich unter den Transneptunen auch einige Objekte, deren Durchmesser über 1000 km liegt, und die somit die größten Asteroiden im Hauptgürtel übertreffen.
Ein weiterer Asteroidengürtel, die Vulcanoiden, ist innerhalb der Merkurbahn zu erwarten, konnte aber bisher wegen der Sonnennähe nicht direkt nachgewiesen werden.
Fiktionen
Asteroidengürtel bieten in Science-Fiction-Filmen ein dramaturgisches Element, sind in der Darstellung der Objektdichte in aller Regel aber maßlos übertrieben. Szenen wie die Verfolgungsjagd in den Star-Wars-Filmen Das Imperium schlägt zurück oder Angriff der Klonkrieger zeigen extrem dichte Felder aus sich schnell bewegenden Objekten, die nur durch Pilotenkunst zu meistern sind. Die bislang einzige wirklichkeitsnahe Darstellung nach dem Beispiel des Asteroidengürtels im Sonnensystem bot der SF-Film 2001: Odyssee im Weltraum, welcher eine Szene enthält, in der das Schiff einem einsamen Asteroiden begegnet.
Eine Raumfahrt durch den Hauptgürtel bedeutet in der Regel nur eine geringe Gefahr, wie die zahlreichen Raumsonden, die ihn schon durchquerten, bewiesen haben. Tatsächlich sind aufwändige Kursberechnungen nötig, um einen Asteroiden zu treffen, da sich die scheinbar große Zahl von etwa 100.000 auf ein immenses Raumgebiet verteilt.
Literatur
- Sternenbote: Jahrgang 45/12, Seite 222-234: Die Asteroiden - Dramatik und Schutt im Planetensystem: Gottfried Gerstbach: Artikel auf der Seite des Autors im PDF-Format abrufbar: http://www.g.gerstbach.at/papers/Asteroid1202gg.pdf
Siehe auch
- Liste der Asteroiden
- Chronologie der Entdeckungen von Planeten des Sonnensystems und ihrer natürlichen Satelliten
