Planetoiden oder Asteroiden  
 

Allgemein hat sich die Bezeichnung Planetoiden durchgesetzt

Planetoiden sind Zwergplaneten und Kleinkörper, die die Sonne hauptsächlich im Planetoidengürtel zwischen Mars- und Jupiterbahn umkreisen.
Angefangen von der Größe eines Kieselsteins haben sie auch die Größe von Felsbrocken bis zu 1400 [Km] Durchmesser. Heute sind etwa 5500 Körper im Planetoidenhauptgürtel bekannt.
Einige befinden sich auch auf den Librationspunkten von Mars- und Jupiterbahn.
Die größten sind

1 Ceres
2 Pallas
3 Juno
4 Vest

AE ist eine Astronomische Einheit - das ist die mittleren Entfernung der Erde von der Sonne: 149,59 Millionen Kilometer.

 
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  Entdeckung
Nach der Titius-Bodeschen Reihe, die seit 1766 bekannt ist, sollte sich eigentlich zwischen Mars und Jupiter ein Planet befinden. Doch alle Suche blieb trotz Einsatz von Fernrohren vergeblich. So wurde schließlich in Astronomenkreisen diskutiert, ob der Planet vielleicht zerstört worden sein könnte
Giuseppe Piazzi wurde am 1. Januar 1801 fündig und entdeckte einen "neuen Stern", der sich wie ein Planet verhielt. Aus den wenigen Beobachtungsdaten eine Bahn zu berechnen, war schwierig. So entwickelte der junge Carl Friedrich Gauss eine neue Methode zur Bahnberechnung, und schon ein Jahr später wurde Ceres (der Planetoid mit der Nummer 1) wieder aufgefunden.
Der deutliche Astronom Max Wolf führte die Photografien in die Astronomie ein. Ursprünglich für Gasnebel eingesetzt, wurden mit ihrer Hilfe, an der von ihm gegründeten Heidelberger Landessternwarte 800 Planetoiden gefunden.
Benennung
Benannt hatte man die Planetoiden, die nun einer nach dem anderen entdeckt wurden, zunächst nach griechischen oder römischen Gottheiten: Pallas, Athene (1802), Juno (1804), Vesta (1807).In der Reihenfolge ihrer Entdeckung erhalten Planetoiden eine fortlaufende Numme Bald aber war der Vorrat an Namen erschöpft, und man ging neben einer Nummer zu weltlichen Namen über, wobei die Nomenklatur merkwürdige Blüten trieb: (933) Susi, (1034) Mozart, (526) Jena, (1773) Rumpelstilz oder (3623) Chaplin.
 
 
Bahnen
Einige der Kleinplaneten weisen recht ähnliche Bahnen auf, die man deshalb zu Gruppen zusammenfasst. Die einzelnen Gruppen werden z.T. nach ihren bekanntesten Vertretern benannt. Eine Gruppe von Planetoiden kreuzt die Marsbahn und ihre Bahnen verlaufen sogar ein wenig auf derjenigen der Erde, wir bezeichnen sie als die Amor- Gruppe. Die Apollo- Gruppe kreuzt die Erdbahn und dringt somit noch etwas tiefer ins Innere des Sonnensystems. Innerhalb der Erdbahn bewegt sich sogar eine weitere Gruppe, die Aten- Planetoiden
 
 
Wenn man die Häufigkeit der Planetoiden im Hauptgürtel in Abhängigkeit von ihrem mittleren Sonnenabstand in ein Diagramm einträgt, fällt sofort auf, dass in bestimmten Abständen Lücken existieren. Diese treten immer dann auf, wenn die Umlaufperioden von Jupiter und Planetoid in einem ganzzahligen Verhältnis stehen. Man spricht hier von Kommensurablität. Ein Verhältnis von 2 : 1 besagt z.B., dass Jupiter einmal die Sonne umläuft, während der Planetoid in derselben Zeit zwei Umläufe vollbringt.
An diesen Resonanzstellen, Kommensurabilitäts- oder Kirkwood- Lücken genannt, wird man daher kaum Planetoiden antreffen. Im Diagramm sind als Beispiel besonders gekennzeichnet die Hestia- ((46) Hestia) und die Hecuba- ((108) Hecuba) Lücke.
Jupiter nimmt durch seine große Masse erheblichen Einfluss auf die Bahnen anderer Körper. Steht seine Umlaufperiode in einem festen Verhältnis zu derjenigen eines Planetoiden, so wird stets an derselben Stelle der Bahn eine Kraft auf den Kleinkörper ausgeübt, welche ihn schließlich aus seiner Bahn verdrängt. Das erklärt die z.T. großen Exzentrizitäten (Abweichung von der Kreisform) der Planetoidenbahnen und dass sie bis zur Mars- und Erdbahn gelangen.
  Außerdem gibt es Planetoiden an den Librations- oder Lagrange-Punkten.
Die Lagrange-Punkte sind bezogen auf die Planeten jene Punkte im Schwerkraftfeld des Sonnensystems, an denen sich die Anziehungskräfte der Sonne und des jeweiligen Planeten gegenseitig aufheben.
Diese speziellen Örter der Planetenbahnen lassen sich im Sonderfall, wenn der dritte Körper eine sehr kleine Masse gegenüber den beiden anderen Partnern hat, analytisch berechnen.

 

 

 

Die Abbildung zeigt diese 5 besonderen Lagrange Örter. Nehmen wir als Beispiel das System Erde-Sonne. Dann ergeben sich zunächst, einfach ersichtlich, die Lagrange
Punkte L1, L2 und L3 aus dem gravitativen Gleichgewicht auf der Verbindungslinie Erde-Sonne. In diesen Punkten sehen die Himmelskörper in erster Nährung den gemeinsamen Schwerpunkt Erde/Sonne, der sich innerhalb der Sonne befindet.
Die leicht unterschiedlichen Umlaufsgeschwindigkeiten werden durch die gravitative Bindung dieser Punkte ausgeglichen. (geringeres gravitatives Potensial in diesen Punkte).
Schwieriger zu verstehen sind L4 und L5, die sich auf der Erdbahn befinden. Dabei liegt L4 60° vor und L5 60° hinter der Erde.

Die Gruppe der Trojaner befinden sich an den Punkten L4 und L5, weil dort die Umlaufbahn stabil ist. (Position kann ohne Energieaufwand gehalten werden). Diese Gruppen von Planetoiden gibt es auf den Bahnen von Erde, Mars und Jupiter.

 
 
Die Lagrange Punkte L1 und L2 sind für die Weltraumfahrt wichtig: Auf dem Punkt L1 befindet sich die Sonnensonde Soho (zur Sonnenbeobachtung). An L2 soll ein Weltraumteleskop positioniert werden, weil die Umlaufbahn um die Sonne an diesen Punkten synchron zur Erde sind (gleiche Geschwindigkeit - nicht schneller oder langsamer). Damit ist die Funkverbindung zur Sonde jederzeit möglich.
 
  Entstehung der Planetoiden
1. Theorie: Reste, aus denen sich durch die Gravitationsstörung anderer Planeten, kein Planet bilden konnte.
2. Theorie:  Der Planet, der in diesem Sonnenabstand nach dem 2. Keplerschen Gesetz existieren muss, ist durch einen Zusammenstoß mit einem andern Körper zerstört worden.
 
 

Typen und Zusammensetzung
S-Planetoiden: silikathaltig, sind relativ hell und bestehen aus Nickel, Eisen, Magnesium-Silikat, 17% der bekannten Planetoiden sind S-Planetoiden und bevölkern den inneren Planetoidengürtrel

M-Planetoiden: enthalten metallisches Eisen und sind recht hell, sie sind in der mittlere Region des Hauptgürtels zu finden.

C-Planetoiden: bestehen aus Kohlenstoff, 75% der bekannten Planetoiden gehören zu dieser Gruppe und umkreisen die Sonne in den äußere Bereichen des Hauptgürtels.

P- und D-Planetoiden: sie sind kohlenstoffhaltig, erscheinen rötlich und sind sehr selten.


E-Planetoiden (von Enstatit): sie sind heller als S-Planetoiden und verwandt mit den Steinmeteoriten (Achondriten).     

 
  Ergänzung aus Spektrum der Wissenschaft 2015/9 S50 bis 59    
 

Astronomen haben lange nach einer Quelle für das Wasser auf der Erde gesucht.

Es muß nach der Entstehung des Erde – Mond Systems von außen auf die Erde gebracht worden sein. Da durch ständige Einschläge von Planetesimale die Oberfläche der jungen Erde so aufgeheizt wurde, daß sich kein Wasser halten konnte.  

Wie kann heute bestimmen werden wie das Wasser auf die Erde gebracht wurde? Der Schlüssel dazu ist das Deuterium – Verhältnis im Wasser.
Mögliche Kandidaten sind Kometen, die das Wasser auf die Erde brachten. In den 1980er und 1990er Jahren bestimmte man erstmals das Verhältnis von Deuterium (D) zu Wasserstoff (W) in Kometen der Oort´schen Wolke.
Deuterium ist ein schweres Isotop des Wasserstoffs, das zusätzlich zum Proton ein Neutron in seinem Atomkern enthält. Die Häufigkeit von Deuterium im Verhältnis zu normalem Wasserstoff liefert eine Art Fingerabdruck für die Geschichte eines Himmelskörpers.
Wenn die irdischen Ozeane also aus geschmolzenen Kometen entstanden sind, müsste ihr D/H Verhältnis dem der heutigen Kometen gleichen.
Die Kometen aus der Oort´schen Wolke besitzen einen doppelt so hohen D/W-Wert wie das Meerwasser. Folglich muß der größte Teil des Wassers auf der Erde einen anderen Ursprung haben.   

Ein bis heute andauernder Beschuss mit Material aus dem Weltraum sind die Meteoriten, kleine Bruchstücke von Asteroiden.
Das ein großer Teil der Meteoriten von Asteroiden stammt, zeigt eine Untersuchung der verschiedenen Meteoritentypen.
Alle dieser Meteoritentypen besitzen eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung. Viele der wasserarmen, steinigen Meteoriten stammen von Asteroiden, die ihre Bahn am inneren Rand des Asterioidengürtels ziehen. (doppelt so weit von der Sonne entfernt wie die Erde)
Kohlige Chondrite dagegen, Meteoriten aus hydratisierten Mineralien und Karbonaten, stammen von relativ feuchten Asteroiden am äußeren Rand des Gürtels, etwa auf halben Weg zu Jupiter. Sie enthalten bis zu mehreren Gewichtsprozent an Wasser.
„Anfang 2014 beobachteten Astronomen, dass von Ceres etwa 20 000 kg Dampf pro Stunde wegströhmen. Einige Forscher vermuten daher, der Zwergplanet Ceres bestehe zur Hälfte aus Wasser. Die Erde hat etwa die 6000-fache Masse von Ceres. Das bedeutet, dass bereits fünf derartige Objekte genauso viel Wasser enthalten könnten wie die gesamte Erde. Solche Objekte gab es im frühen, chaotischen Sonnensystem viele. Eine Hand voll von ihnen hätte bereits ausgereicht“, um die Erde ihr Wasser zu liefern.
Zitat aus Spektrum der Wissenschaft 2015/9 S. 58

 
  Übersicht über die Planetoiden  
  letztes Update 1.5.2016