Was liegt jenseits der Planeten?

Planet X. So bezeichnete der Astronom Percival Lowell einen unentdeckten Planeten, den er auf einer Umlaufbahn hinter dem Neptun vermutete. Die Suche nach dem Planeten X startete er 1905 an dem nach ihm benannten Observatorium bei Flagstaff (Arizona). Lowell starb zwar, ohne den Planeten X gefunden zu haben, aber die Suche hielt an. Schließlich entdeckte Clyde Tombaugh 1930 an der Lowell-Sternwarte den Planeten Pluto. Planet X existierte tatsächlich!

Sofort fragten sich die Astronomen, ob ein weiterer Planet X gefunden werden könnte. Eine sechs Jahrzehnte lange „Großfahndung“ folgte, in deren Spätphase man sogar Raumfahrzeuge einsetzte. Dabei entdeckte man zwar Tausende von Asteroiden, Sternen, Galaxien und Nebeln, aber keinen neuen Planeten.

Die Suche wurde indes nicht eingestellt. Wissenschaftler bemühten sich, die umlaufenden Objekte, die millionenmal lichtschwächer sind als ein mit bloßem Auge erkennbarer Himmelskörper, mit neuen Techniken und stärkeren Teleskopen nachzuweisen. Ihre Mühe lohnte sich. Erstaunlicherweise sind jenseits von Pluto bis jetzt fast drei Dutzend kleinere Planeten gesichtet worden.

Wo befinden sich diese kleinen Planeten? Wie viele könnten noch gefunden werden? Sind sie die entferntesten Objekte in unserem Sonnensystem?

Die sonnenfernsten Objekte

Das Sonnensystem besteht aus neun Planeten, die sich um die Sonne bewegen. Außerdem ziehen Tausende steinige Asteroiden durch das All, die meisten davon in einem Gürtel zwischen Mars und Jupiter. Darüber hinaus sind fast tausend Kometen gesichtet worden.

Welche dieser Objekte entfernen sich am weitesten von der Sonne? Es sind mit Abstand die Kometen.

Das Wort „Komet“ stammt von dem griechischen Wort komḗtēs, das „langhaarig“ bedeutet und sich auf den langen, gebogenen Schweif hinter dem leuchtenden Kern bezieht. Kometen beflügeln oft den Aberglauben und verursachen Aufregung. Beobachter bezeichnen Auftritte von Kometen nach wie vor als Erscheinungen. Das rührt von den alten Vorstellungen her, daß Schweifsterne gespenstische Objekte seien. Warum ist man so beängstigt? Ein Grund ist, daß sie manchmal zeitgleich mit tragischen Ereignissen auftauchten.

Kometen lösen immer noch Fanatismus aus. Als sich beispielsweise im März 1997 der Komet Hale-Bopp der Sonne näherte, begingen in Kalifornien (USA) 39 Mitglieder der Heaven’s-Gate-Sekte Massenselbstmord. Warum? Sie erwarteten, ein außerirdisches Raumfahrzeug, das sich vermeintlich hinter dem Kometen verbarg, werde sie abholen.

Nicht jeder hat eine so verworrene Vorstellung von den Kometen. Im vierten Jahrhundert v. u. Z. beschrieb Aristoteles die Kometen als leuchtende Ausdünstungen hoch oben in der Erdatmosphäre. Wenige Jahrhunderte später deutete der römische Philosoph Seneca mit Scharfsinn die Kometen als Himmelskörper, die eigene Bahnen beschrieben.

Nach der Erfindung des Teleskops und der Entdeckung des Gravitationsgesetzes durch Newton avancierte die Erforschung der Kometen zu einer exakteren Wissenschaft. 1705 hatte Edmond Halley festgestellt, daß Kometen die Sonne auf langgestreckten Ellipsenbahnen umlaufen. Er wies auch darauf hin, daß die Kometen der Jahre 1531, 1607 und 1682 ähnliche Flugbahnen hatten und regelmäßig in Abständen von ungefähr 75 Jahren auftauchten. Halley behauptete richtigerweise, daß jedesmal ein und derselbe (inzwischen nach ihm benannte) Schweifstern gesichtet worden war.

Wie Forscher heute wissen, haben Kometen einen festen Kern, der meist einen Durchmesser von 1 bis 20 Kilometern hat. Der Kern kann am besten als ein dunkler, schmutziger Eisbrocken bezeichnet werden, der vor allem aus mit Staub vermischtem Wassereis besteht. Auf Nahaufnahmen vom Halleyschen Kometen, die 1986 die Giotto-Sonde lieferte, sieht man, daß vom Kometen sogenannte Gas- und Staubjets ausgehen. Diese Emissionen erzeugen den hellen Kometenkopf und den Schweif, die beide von der Erde aus sichtbar sind.

Kometenfamilien

Die Sonne wird von zwei Kometenfamilien umrundet. Klassifiziert wird ein Komet nach seiner Umlaufzeit, der Zeit, die er benötigt, um einmal um die Sonne zu reisen. Kurzperiodische oder periodische Kometen wie der Halleysche Komet sind auf jedem Sonnenumlauf bis zu 200 Jahre unterwegs. Ihre Umlaufbahnen liegen nahe der Ekliptik, der Himmelsebene, in der die Erde und andere Planeten die Sonne umrunden. Wahrscheinlich gibt es eine Milliarde kurzperiodische Kometen, deren Umlaufbahnen sich meistens bis hinter die äußersten Planeten Neptun und Pluto erstrecken, Milliarden von Kilometern von der Sonne entfernt. Zuweilen verkürzen sich die Umlaufbahnen einiger Kometen nach einer starken Annäherung an einen Planeten, wie es beim Enckeschen Kometen geschah.

Wie verhält es sich mit den Umlaufbahnen der langperiodischen Kometen? Anders als ihre kurzperiodischen „Artgenossen“ treten die langperiodischen Kometen aus allen Richtungen in das innere Sonnensystem ein. Zu ihnen gehören Hyakutake und Hale-Bopp — Kometen, die bei ihrem letzten Auftauchen deutlich sichtbar waren. Sie werden aber erst nach Tausenden von Jahren wiederkehren.

In der äußersten Zone des Sonnensystems bewegt sich ein riesiges Reservoir an langperiodischen Kometen. Dieser Schwarm wird nach dem niederländischen Astronomen, der 1950 als erster seine Existenz vorhersagte, die Oortsche Wolke genannt. Wie viele Kometen enthält diese Wolke? Astronomen schätzen die Zahl auf über eine Billion. Einige dieser Kometen entfernen sich mehr als ein Lichtjahr von der Sonne.a Bei diesen Entfernungen befremdet es nicht, daß ein einziger Umlauf über 10 Millionen Jahre dauert.

Abertausende kleiner Planeten

Die zuvor erwähnten neuentdeckten Kleinplaneten teilen sich ihr Reich jenseits von Pluto mit kurzperiodischen Kometen. Seit 1992 haben Astronomen etwa 80 dieser kleinen planetenähnlichen Himmelskörper entdeckt. Vermutlich gibt es Zehntausende, deren Durchmesser größer als 100 Kilometer ist. Solche Kleinplaneten bilden den Kuiper-Gürtel — benannt nach einem Wissenschaftler, der dessen Existenz vor fast 50 Jahren vermutete. Die Objekte im Kuiper-Gürtel bestehen wahrscheinlich aus einer Mischung von Gestein und Eis.

Haben die jüngsten Entdeckungen dieser kleinen Planeten das Bild über das innere Sonnensystem verändert? Und ob! Man meint neuerdings, Pluto, sein Mond Charon, der Neptuntrabant Triton und gewisse andere Eisobjekte des inneren Sonnensystems entstammten dem Kuiper-Gürtel. Manche Astronomen sind sogar der Ansicht, Pluto sei nicht mehr unter die größeren Planeten einzureihen.

Woher sind sie gekommen?

Wie ist die Fülle von Kometen und Kleinplaneten im Kuiper-Gürtel entstanden? Astronomen vermuten, daß sich diese Objekte in einer frühen Wolke aus Staubteilchen und kondensierendem Eis gebildet haben; beides blieb aneinander haften und wurde so zu größeren Objekten. Diese waren jedoch zu dünn gesät, als daß sie zu größeren Planeten hätten zusammenfinden können.

Langperiodische Kometen stellen darüber hinaus einen wesentlichen Teil des Sonnensystems dar. Die gesamte Masse all dieser Kometen ist 40mal so groß wie die der Erde. Die meisten haben sich, wie man meint, in der Frühzeit des Sonnensystems im Bereich der äußeren riesigen Gasplaneten gebildet.

Wodurch sind die Kometen in ihre gegenwärtige Umlaufbahn katapultiert worden, die von der Sonne aus so weit ins All hinausreicht? Offenbar wirkten große Planeten wie der Jupiter auf nahe vorbeiziehende Kometen wie eine mächtige Gravitationsschleuder.

Erforschung der Kometen

Kometen bestehen aus dem urtümlichsten Material im Sonnensystem. Wie können diese erstaunlichen Objekte weiter erforscht werden? Die gelegentlichen Besuche, die einige Kometen dem inneren Sonnensystem abstatten, erlauben es, sie näher zu studieren. Verschiedene Raumfahrtbehörden haben geplant, in den nächsten Jahren eine Reihe von Raumsonden auszusenden, um damit Kometen zu erforschen.

Wer weiß, worauf wir in unserem Sonnensystem noch stoßen werden? Die neuen Entdeckungen und die erweiterten Erkenntnisse über Objekte, deren Bahnen von der Sonne aus weit ins All hinausreichen, verleihen der Passage der Bibel in Jesaja 40:26 Nachdruck: „Hebt eure Augen in die Höhe und seht. Wer hat diese Dinge erschaffen? Er ist es, der ihr Heer selbst der Zahl nach herausführt, der sie alle sogar mit Namen ruft.“

[Fußnote]

[Kasten auf Seite 27]

KOMETEN UND METEORITENSCHAUER

Würde man sich beim spektakulären Verglühen eines Meteoriten fragen, ob er von einem Kometen stammen könnte? Das wäre durchaus möglich. Nähert sich ein Komet der Sonne, zerfällt nämlich der gefrorene Kern langsam und hinterläßt einen Schweif aus Gesteinskörnern oder Meteoriten. Die Körner sind nicht so leicht wie der Staub eines Kometenschweifs und werden mithin vom Sonnenwind nicht in den Raum geweht. Statt dessen bilden sie einen Streifen von Bruchstücken, die auf derselben Bahn um die Sonne ziehen wie der Ursprungskomet.

Jedes Jahr begegnet die Erde einer Anzahl von Meteoritenströmen. Die Meteoritenschauer der Leoniden, die Mitte November auftreten, werden durch Material verursacht, das der Komet Tempel-Tuttle hinterlassen hat. Dieser Meteoritenschauer tritt alle 33 Jahre besonders intensiv auf. Himmelsbeobachter, die den Leonidenschauer von 1966 verfolgten, berichteten, daß sie über 2 000 Meteore in der Minute registriert hätten — ein regelrechter Meteoritensturm! 1998 brachte der Leonidenschauer helle Feuerkugeln hervor, und es dürfte es bestimmt wert sein, den Schauer im kommenden November zu beobachten.

[Diagramm/Bilder auf Seite 24-26]

1 Der Komet Hale-Bopp im Jahr 1997

2 Edmond Halley

3 Percival Lowell

4 Der Halleysche Komet im Jahr 1985

5 Der Halleysche Komet im Jahr 1910

6 Gas- und Staubjets, die vom Halleyschen Kometen ausgehen

[Bildnachweis]

1) Tony and Daphne Hallas/Astro Photo; 2) Culver Pictures; 3) Courtesy Lowell Observatory/Dictionary of American Portraits/Dover

4) Courtesy of Anglo-Australian Observatory, photograph by David Malin; 5) National Optical Astronomy Observatories; 6) the Giotto Project, HMC principal investigator Dr. Horst Uwe Keller, the Canada-France-Hawaii telescope

[Diagramm]

(Genaue Textanordnung in der gedruckten Ausgabe)

7 Umlaufbahnen verschiedener Kometen

Komet Kohoutek

Halleyscher Komet

Sonne

Erde

Enckescher Komet

Jupiter

[Bilder]

8 Vor dem Einschlag des Kometen Shoemaker-Levy 9 auf dem Jupiter (1994) war er in 21 Bruchstücke zerfallen

9 Oberfläche des Pluto

10 Der Komet Kohoutek (1974)

11 Der Asteroid Ida und sein Mond Dactyl

[Bildnachweis]

8) Dr. Hal Weaver and T. Ed Smith (STScI), and NASA; 9) A. Stern (SwRI), M. Buie (Lowell Obs.), NASA, ESA; 10) NASA photo; 11) NASA/JPL/Caltech