Asteroidengürtel

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Der Asteroiden- oder Hauptgürtel ist jener Bereich des Sonnensystems zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter, in dem der Großteil der Asteroiden oder Kleinplaneten um die Sonne wandert. Er 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 einer als Titius-Bode-Reihe bezeichneten empirische Formel, die Aussagen über die Ordnung der Planeten macht, wurde gegen Ende des 18. Jahrhunderts mit der systematischen Suche nach einem laut dieser Formel „fehlenden“ Planeten in diesem Bereich begonnen. Mit seiner Entdeckung des später als Ceres benannten größten Asterioden 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). 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 von Ida und seinem Begleiter Dactyl, sogar einen eigenen kleinen Mond haben.

Es wird heute allgemein angenommen, dass der Asteroidengürtel gleichzeitig mit dem restlichen Sonnensystem aus einem 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.

Die Objekte

Es handelt sich um Objekte jeglicher Größe, von kleinen, unregelmäßig geformten Brocken bis zu dem größten bekannten Kleinplaneten im Hauptgürtel, Ceres, dessen Durchmesser mit etwa 945 Kilometern etwa einem Drittel des Durchmessers unseres Erdmondes entspricht. Bis auf den hellsten, Vesta, sind sie von der Erde aus nicht mit bloßem Auge auszumachen. Die Gesamtmasse aller Asteroiden des Gürtels ist kleiner als die des Erdmondes.

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 hin zu primitiven (wenig veränderten) Asteroiden feststellbar.

Verteilung, Lücken

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.

Sonstige Asteroidenvorkommen

Etwa zehn Prozent der bekannte Kleinplaneten 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 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.

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