In unserem Sonnensystem gibt es nicht nur einen Stern und acht Planeten, sondern auch jede Menge Asteroiden. Die meisten davon befinden sich in zwei sogenannten „Gürtel“. Einer davon wurde schon im 19. Jahrhundert entdeckt und befindet sich zwischen den Bahnen der Planeten Mars und Jupiter. Der andere große Asteroidengürtel befindet sich in den äußeren Bereichen des Sonnensystems; außerhalb der Bahn des Neptun.
Nach dem Astronom, der seine Existenz vorhergesagt hat (Gerard Kuiper) wird dieser Asteroidengürtel Kuipergürtel genannt. Erst 1992 hat man den ersten Asteroiden dieses Gürtels gefunden und seine Erforschung ist lange noch nicht abgeschlossen.
Der Kuipergürtel gibt den Astronomen immer wieder neue Rätsel auf…
Eisartige Objekte
Die Asteroiden des Kuipergürtels befinden sich weit von der Sonne entfernt. Bis jetzt nahm man an, dass es sich bei ihnen um sogenannte eisartige Himmelskörper handelt.
Probiert man, die größeren Himmelskörper unseres Sonnensystems in Gruppen einzuteilen, dann bekommt man drei oder vier verschiedene: große Gasplaneten wie Jupiter, die deswegen auch oft jupiterartige bzw. jupiterähnliche Planeten genannt werden; kleinere, felsige Himmelskörper mit hoher Dichte, so wie die Erde – man nennt sie deswegen auch erdartige bzw. erdähnliche Himmelskörper. Und dann gibt es noch kleine Himmelskörper mit geringerer Dichte – das sind die eisartigen Himmelskörper (weil sie zu einem großen Teil aus Eis bestehen).
Dieses Diagramm zeigt die Gruppen sehr gut:
Auf der x-Achse ist der Radius der Himmelskörper aufgetragen, auf der y-Achse ihre Dichte. Man erkennt hier gut die jupiterähnlichen Planeten mit großen Radius und geringer Dichte (rot). Auch die erdähnlichen Planeten mit großem Eisenkern grenzen sich klar ab (grün). Etwas geringer ist die Dichte bei den erdähnlichen Himmelskörper ohne großen Eisenkern (blau). Die kleinen Himmelskörper mit geringer Dichte sind hier in rosa dargestellt – das sind die eisartigen Himmelskörper.
Sie bestehen aus einer großen Eiskruste, die einen Kern aus Stein umschließen kann. So wäre auch zum Beispiel der große Asteroid Quaoar aufgebaut – dachte man jedenfalls.
Quaoar – ein seltsames Ding
Quaoar wurde im Jahr 2002 entdeckt und gehört zu den größeren Asteroiden im Kuipergürtel. Man schätzte seine Größe auf über 1000 Kilometer und seiner Dichte nach zu urteilen, schien er tatsächlich größtenteils aus Eis zu bestehen.
2007 wurde ein kleiner Mond um Quaoar entdeckt. Er ist nur knapp 100 Kilometer groß und trägt den (noch inoffiziellen) Namen Weywot. Durch die Analyse der Bewegung des Mondes war es nun möglich geworden, die Masse und den Durchmesser von Quaoar genauer zu bestimmen. Es stellte sich heraus, das Quaoar kleiner ist als bisher angenommen und dadurch auch eine höhere Dichte hat.
Der neue Wert der Dichte liegt bei mindestens 3,5 g/cm³. Das ist aber zu viel für einen Körper der größtenteils aus Eis besteht. Quaoar muss ein steiniges Objekt sein!
So sieht das Hubble-Teleskop den weit entfernten Quaoar
Quaoar ist nun von den bekannten Objekten im Kuipergürtel das dichteste. Er ist sogar dichter als der Asteroid Vesta, der viertgrößte Asteroid des klassischen Asteroidengürtels zwischen Mars und Jupiter.
Eine Möglichkeit, wie ein eisartiger Himmelskörper so dicht werden kann, sieht folgendermaßen aus: ursprünglich sind die Objekte größer und weniger dicht. Durch Kollisionen mit anderen Himmelskörpern verliert der Asteroid die leichteren äußeren Schichten und es bleibt der felsige Kern übrig.
Ob dieses Szenario auch auf Quaoar zutrifft, ist noch unklar. Selbst wenn er nur aus Stein wäre, wäre er wahrscheinlich immer noch nicht dicht genug, um den beobachteten Wert zu erklären. Und man kann auf seiner Oberfläche immer noch Eis beobachten – alles kann also nicht verschwunden sein.
Auch Weywot, der Mond, verhält sich seltsam. Wenn er bei einer Kollision entstanden ist, so wie die meisten Asteroidenmonde, dann müsste seine Bahn um Quaoar eigentlich annähernd kreisförmig sein. Weywot ist aber auf einer elliptischen Bahn…
Kollision mit unbekannten Planeten?
Der Astronom Erik Asphaug meint, das Quaoar vielleicht irgendwann mit einem noch größeren Objekt zusammengestoßen ist; einem kleinen Planeten, etwa so groß wie der Mars. Bei dieser Kollision könnte Quaoar zusammengestaucht und viel dichter geworden sein.
Das wäre natürlich eine coole Sache! Denn das würde bedeuten, dass dort draußen im Kuipergürtel tatsächlich noch größere Objekte rumschwirren. Bis jetzt ist Eris das größte bekannte Objekt dort, der Asteroid/Zwergplanet hat einen Durchmesser von 2500 km; dicht gefolgt von Pluto mit einem Durchmesser von 2250 km.
Aber prinzipiell spricht nichts dagegen, dass es in den äußersten Bereichen des Sonnensystem auch noch größere Objekte gibt. Vielleicht nicht im Kuipergürtel selbst – dort hätten wir sie wohl schon gefunden. Aber eventuell in der sg. „scattered disk“ („gestreuten Scheibe“) – dem Übergangsbereich zwischen dem Kuipergürtel und der gigantischen Oortschen Wolke, die das Sonnensystem kugelförmig umgibt.
In der Frühzeit des Sonnensystems, als die Planeten entstanden, sind sicherlich jede Menge größere und kleinere Protoplaneten durch die gravitativen Interaktionen aus dem Sonnensystem geflogen. Irgendwo müssen die ja geblieben sein… Wenn sie in der weit entfernten Oortschen Wolke gelandet sind, dann werden wir sie wohl so schnell nicht endecken. Aber falls ein paar näher an der Sonne geblieben sind, dann finden wir sie vielleicht.
Aus theoretischen Untersuchungen wissen wir, dass innerhalb von 250 Astronomischen Einheiten (eine Astronomische Einheit entspricht dem Abstand zwischen Erde und Sonne) keine Planeten größer als der Mars zu erwarten sind. Der Kuipergürtel erstreckt sich in etwa zwischen 30 und 50 Astronomischen Einheiten – so ein zusätzlicher Planet müsste sich dann in der außerhalb des Kuipergürtels liegenden scattered disk befinden.
Wir kennen sogar ein Objekt, dass sich in der gestreuten Scheibe befindet! Der Asteroid Sedna befindet sich an seinem entferntesten Punkt 500 Astronomische Einheiten von der Sonne entfernt! Und Sedna ist auch nicht gerade klein; mit einem Durchmesser von 1700 km ist der Asteroid größer als Quaoar.
Sednas Bahn (unten rechts) in Relation zum inneren Sonnensystem und zur Oortschen Wolke (Bild: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech))
Gut möglich also, dass sich in den noch unbekannten äußersten Bereichen des Sonnensystems weitere Planeten befinden. Und es ist ebenso möglich, dass Quaoar irgendwann mal einem dieser Planeten in die Quere gekommen ist und durch die Kollision seine heutige Dichte und Bahn bekommen hat.
Das nachzuweisen wird allerdings schwer bis unmöglich sein. Aber egal was mit Quaoar passiert ist – um eine Chance zu haben, das herauszufinden, brauchen wir mehr Daten! Ich bin schon gespannt, was die Astronomen bei ihren zukünftigen Beobachtungen des Kuipergürtels herausfinden werden!
Die wissenschaftlichen Ergebnisse zu Quaoar, die ich hier beschrieben habe, wurden auf der kürzlich stattgefundenen DPS-Konferenz von Wesley Fraser präsentiert.
Der Kuipergürtel gibt den Astronomen immer wieder neue Rätsel auf aber von dem größten haben die noch keine Ahnung,
Schon bald werden sie feststellen müssen, dass genauso wie bei den Galaxien, so auch an der Peripherie des Sonnensystems das Gravitationsgesetz nicht gültig ist, mindestens für die Asteroiden die Kreisähnlichen Bahnen aufweisen. Sobald sich ein Körper auf einem annähernd Kreisförmigen Bahn befindet und so weit von der Sonne entfernt ist, dass die gravitative Wirkung der Sonne und der benachbarten Körper kleiner ist als die Wirkung des GH, muss die Umlaufgeschwindigkeit des Körpers von seiner Masse abhängig sein und auf keinen Fall von der Entfernung zu der Sonne. So erwartete ich dass die transneptuner Körper sich nach Masse differenzieren und bei besonders weit von der Sonne entfernten eine Zunahme der Umlaufgeschwindigkeit zu erwarten ist. Mit einer an Gewissheit grenzenden Wahrscheinlichkeit kann man die Bahnen der transneptuner Körper nicht auf der Grundlage der Keplergesetze berechnen, die sind in dieser Entfernung zu der Sonne nämlich falsch. Die einzig richtige Vorgehensweise ist die Entfernung durch die Parallaxemessung und die Umlaufgeschwindigkeit aus der Winkelgeschwindigkeit der Asteroiden zu errechnen.
Mehr ist auf meiner Internetseite zu erfahren:
http://www.cwirko.de
@Ireneusz
„Der Kuipergürtel gibt den Astronomen immer wieder neue Rätsel auf aber von dem größten haben die noch keine Ahnung,
Schon bald werden sie feststellen müssen, dass genauso wie bei den Galaxien, so auch an der Peripherie des Sonnensystems das Gravitationsgesetz nicht gültig ist,…“
1. Aussage von Ihnen:
Astronomen sind dumm und ich weiss es besser!
Was soll das?
2. Aussage:
Das „Gravitationsgesetz“ ist an der Peripherie der Galaxien nicht gültig.
Ist das so? Wer sagt das?
Warum umschließt die Oort’sche Wolke das Sonnensystem eigentlich kugelförmig? Die Objekte, die senkrecht über/unter der Ekliptik stehen, müssten doch längst durch den Gravitationseinfluss (hauptsächlich) der Sonne aus ihrer Position gezogen worden sein. Woher erhalten diese Objekte ihre Stabilität?
@Florian
Gibt es eigentlich eine klar definierte Grenze des Sonnensystems?
Ein Artikel über andere Sternsysteme würde mich sehr freuen.
@Schlappohr: Also ursprünglich waren die Objekte ebenfalls in ner Scheibe angeordnet. Aber im Laufe der Zeit hat die Gravitation der vorbeiziehenden Sterne die Objekte gestört und ihre Bahnneigung erhöht. Und heute haben wir ne Kugel. Bzw. gehen wir davon aus – da wir die Wolke noch nicht wirklich beobachtet haben, wissen wirs nicht genau.
@Thomas J.: Ne, klare Grenze gibt es nicht. Aber die Oortsche Wolke reicht vermutlich bis zur Hälfte des Weges zu Alpha Centauri, dem nächsten Stern…
@Thomas J
„1. Aussage von Ihnen:
Astronomen sind dumm und ich weiss es besser!
Was soll das?“
Ich mache den Astronomen keine Vorwurfe. Umgekehrt die leisten eine hervorragende Arbeit. Die sind aber, wenn ich mich so ausdrücken darf, „arme Schweine“ völlig in den Wiedersprüchen der geltenden physikalischen Modellen des Universums gefangen. Auf dieser Grundlage kann man einfach sich solche Vermutungen nicht stellen. Es sind die Denkmuster die seit Generationen gepflegt sind.
Weil ich nicht zu dem Zunft angehöre ist es mir gelungen sich von diesen Zwängen zu befreien und über das Nachzudenken was „nicht geben kann“ und „nicht geben darf“
Mein Ziel ist die Physiker dazu zu bewegen diese Denktabus zu überwinden. Manchmal schieße ich über den Ziel hinaus weil es mir zu Schade die Zeit ist, die man bei der sinnlosen Diskussionen über nicht existierende Dunkle Materie verliert.
@Ireneusz
„Weil ich nicht zu dem Zunft angehöre ist es mir gelungen sich von diesen Zwängen zu befreien und über das Nachzudenken was „nicht geben kann“ und „nicht geben darf““
Diese Argumentationsweise erinnert zu stark an… naja, Sie wissen schon.
@Ireneusz: Schreiben sie ihre „Theorie“ auf, schicken sie sie an eine wissenschaftliche Zeitschrift und lassen sie sie überprüfen. Wenn sie mal veröffentlicht ist, sehen wir weiter.
klasse eintrag, florian. aber ich kann mir es immernoch net vorstellen, warum alle planeten wie auf einer scheibe um die sonne kreisen.
um ein vergleich zu bringen: elektronen tun es ja auch nicht, sondern haben ihre orbitale.
auch mit der enstehung kann ich mir das nicht erklären. wenn die sonne diesen materialhaufen eingefangen hat, aus dem die planeten standen (die materialien sind denn nur zufall), warum ist es in 4,5 milliarden jahren immernoch so, das alle einsam ihren weg folgen.
gibt es da eine kraft, die drinne hält? zusammenstöße und wechselwirkung hätten doch die planeten in unterschidliche bahnen in die dritte raumdimension schieben müssen.
verdammt, zu früh abgeschickt.
ich wollte das nicht in den kommentaren diskutieren, wollte nurmal anstoßen, ob du davon nicht auch ein eintrag hast oder vllt in zukunst schreiben magst 😉
gruß
proisel, planeten bilden sich aus der protoplanetaren scheibe
https://de.wikipedia.org/wiki/Protoplanetare_Scheibe
@Proisel: Ludmila hat da mal was dazu geschrieben, vielleicht hilft dir das weiter? https://www.scienceblogs.de/planeten/2008/08/eine-kurze-geschichte-der-planetenentstehung.php
Noch was nettes dazu auf „Starts with a Bang“ von Ethan Siegel:
https://scienceblogs.com/startswithabang/2009/10/q_a_the_shape_of_things.php
@Florian:
„Also ursprünglich waren die Objekte ebenfalls in ner Scheibe angeordnet. Aber im Laufe der Zeit hat die Gravitation der vorbeiziehenden Sterne die Objekte gestört und ihre Bahnneigung erhöht.“
Ich hatte erst angenommen, die Objekte wären vielleicht eingefangen, und da sie aus jeder beliebigen Richtung gekommen sein können, können sie dann auch beliebige Bahnneigungen haben. Kann das auch zur Kugelform beitragen?
Weh Teh Eff???
Ich … also … Moment. Hapüüüh. „schon bald werdet ihr sehen, daß da draußen alles anders ist, nämlich so, wie ich es sage. Noch nie hat dort jemand hingeblickt, aber ich weiß es schon vorher. Und wenn ihr endlich eure lächerlichen Instrumente dahingebracht habt, dann werdet ihr sehen, daß ich recht hatte, ohne messen zu müssen.“
DAS soll ich einfach so hinnehmen?? – Weiter:
„Wenn die Anziehungskraft der Sonne [aufgrund der größeren Entfernung der Planeten zur Sonne] schwindet, dann werden sich Planeten schneller um eben jene Sonne drehen.“ Flooooriaaaaaaaaaan … wo fängt man da an? *haarerauf*
Ach ja, und „die Keplergesetze sind [dort] nämlich falsch.“
Cool. Zitiern Sie doch bitte mal die Keplergesetze. Dann widerlegen Sie sie bitte. Natürlich nebst Erklärung des Mechanismus, der diese Revolution verursacht.
Und drittens hätte ich dann eine Erklärung dafür, daß sich ein ziemlich intensiv beobachteter Haufen Sterne in der Nähe von Sgr A* perfekt nach eben jenen Gesetzen richtet. (Ich schließe das aus der Tatsache, daß der Bericht über die Sterne, die Sgr A* umwirbeln, ab-so-lut nichts über Anomalien in Bezug auf Umlaufparameter jener Sterne erwähnt – obwohl das DIE Sensation des Berichtes gewesen wäre.)
„Und drittens hätte ich dann eine Erklärung dafür, daß sich ein ziemlich intensiv beobachteter Haufen Sterne in der Nähe von Sgr A* perfekt nach eben jenen Gesetzen richtet. (Ich schließe das aus der Tatsache, daß der Bericht über die Sterne, die Sgr A* umwirbeln, ab-so-lut nichts über Anomalien in Bezug auf Umlaufparameter jener Sterne erwähnt – obwohl das DIE Sensation des Berichtes gewesen wäre.)2
@Bullet Die Rechnerei egal ob beim oben genannten Beispiel oder bei Asteroiden des Kuipers ist doch eine mathematische Fatamorgana. Nach dem Prinzip Mist rein, Mist raus. Klar das es passen muss. Das die Wirklichkeit anders ist interessiert doch keinem Hauptsache niemand merkt den Betrug.
@Ireneusz
Also anscheinend kennen Sie wenigstens die Mahematik als objektive Sprache an, odeR?
Dann können Sie doch ganz klar uns aufschreiben, wo Bullet „Mist“ in die Formeln eingefügt hat, oder?
Ich bin auch der Meinung das wir von vorne bis hinten verarscht werden weil man sich keine eigene Meinung bilden kann ohne das man fachchinesisch kritisiert wird, alles was viel lesen muss hat sowieso nix in der birne…könnte ich genauso schreiben.
Es gibt duchaus Menschen die die Astronomen in den schatten stellen und zwar mit reiner logig und nicht mit formeln.
Leben wir noch in der steinzeit?
Sind wir stehen geblieben?
Haben wir uns nicht weiter entwickelt?
Unser wissen mit deren fähigkeiten wird über generationen weitergegeben und zwar nicht mit büchern man weiss es halt einfach, und die die das wissen nicht besitzen, gehen halt zur schule -.- selbst das is logisch….
ich kenn z.b schon den kommi der unter mir irgendwann mal auftaucht ich bin kein hellseher od so, ich weis es einfach 😛
Na, da bin ich ja mal gespannt. Vor allem deswegen, weil ich gern mal eine unlogische Formel sehen möchte.
Ich auch.Vor allem möchte ich mal sehen, wie jemand der „Logig“ schreibt beurteilen möchte, dass jemand mit „Logig“(tm) einen Astronom in den Schatten stellt.
Aber achdugrüneneune sei verziehen, er/sie ist ja schließlich noch ein kleines Kind.
Hallo miteinander,
eine Laienfrage hätte ich da einmal. Wenn man nicht in der Lage ist die Felsbrocken, die sich dort draußen in der Oortschen Wolke herumtreiben, zu beobachten, wäre es dann nicht vielleicht denkbar das so ziemlich überall im interstellaren Raum solche Himmelskörper durch die Gegend treiben?
Hmmm. erklärt das vielleicht die dunkle Materie, die sich ja auch durch Gravitation bemerkbar macht? Kann man für diese Idee den Nobelpreis bekommen? 😉
Danke im Voraus.
P.S. Tolle Seite übrigens, gefällt mir sehr gut. Vor allem die aufklärerischen Aspekte des Ganzen. Scharlatane zu entlarven finde ich sympatisch.
@Tom: Gute Idee 😉 Aber die Gesamtmasse der Oortschen Wolke wäre viel zu gering. Das sind ein paar Erdmassen, was das insgesamt rumfliegt. Wenn man die dunkle Materie durch Asteroiden erklären will, müsste man das Universum quasi vollstopfen mit den Dingern 😉
Genau das war doch meine fixe Idee, eine Art Universums- Oort- Wolke.
Okay, ich gebs zu, ich hab’s mit nem Schmunzeln geschrieben. Wenn es Sie auch dazu gebracht hat bin ich’s zufrieden.
Hauptsächlich wollte ich mein Lob hinsichtlich dieser Seite zum Ausdruck bringen. Nun möchte ich noch hinzufügen dass ich es toll finde mit welcher Geduld Sie z.T. immer wiederkehrende Fragen von Kommentatoren beantworten und das Gestammel der Trolle ertragen.
Respekt!
Die Ursprungsmaterie aus der sich die Sonne und die Planeten gebildet haben, hatte eine Kugelform! Nur dort, wo sich die Materie sehr schnell gedreht hat (nämlich in der Mitte) hat sich diese Kugel zu einer Scheibe abgeplattet, aus der sich Sonne und Planeten entwickelt haben, die sich in der Ekliptik bewegen. In der Bereichen der Orrtschen Wolke ist der Drehimpuls viel zu niedirg, deswegen ist da die Ursprungs-Kugelform noch erhalten. Die Kugelform ist doch nicht nachträglich entstanden durch vorbeiziehende Sterne!
@Norbert Nickles:„Die Ursprungsmaterie aus der sich die Sonne und die Planeten gebildet haben, hatte eine Kugelform!“
Und du hast sicher auch Quellen für diese außergewöhnliche Behauptung?
Eine Gaswolke, die sich unter einem gravitativen Einfluss zusammen zu ziehen beginnt, hat IMMER eine Kugelform!! (Siehe z.B. Sonne oder im Weltraum wo Flüssigkeiten sich zu Kugeln bilden). Das Urspungssonnensystem kann genauso wenig eine Scheibe gewesen sein wie es z.B. ein Dreieck gewesen sein könnte! Nur durch schnelle Rotation kann eine Scheibe entstehen. Wenn sich die Aussenbezirke des Sonnensystems schnell gedreht hätten oder drehen würden, dann wären alle Objekte durch die Fliehkraft weg geschleudert worden. Welche Kraft sollte denn Objekte auf eine Scheibe zwingen?
Es gibt ja auch die Analogie, dass unsere Milchstrasse eine Scheibe ist und sich die ganzen Kugelsternhaufen um unsere Galaxie wie ein Halo kugelförmig herum gruppieren…also genau wie beim Sonnensystem und der Oortschen Wolke…. weil auch die Galaxie aus einer kugeligen Gaswolke hervorgegangen ist. Die Kugelsternhaufen sind ja auch nicht durch vorbeiziehende massereiche Objekte aus der Galaxie herausgesaugt worden ….
@NN:
Wie schnell?
@NN: „Nur durch schnelle Rotation kann eine Scheibe entstehen“
Genau – und da das Gas ja auch rotiert sind die Planeten aus einer protoplanetaren Scheibe entstanden.
„Wie schnell?“
Während sich die Gaskugel zusammenzieht immer schneller und immer schneller, bis Flieh- und Anziehungskraft ein Gleichgewicht erreicht haben….