Der Asteroiden-Gürtel

Als 1772 das Gesetz von Titius und Bode veröffentlicht wurde, stellte man fest, dass es zwischen Mars und Jupiter eine offensichtliche Lücke gab, in der ein Planet zu fehlen schien. Bereits 1801 war die Suche erfolgreich, als der italienische Astronom Giuseppe Piazzi den Kleinplaneten Ceres entdeckte. Doch überraschenderweise wurden schon in den nächsten Jahren mit Pallas, Vesta und Juno noch weitere kleine Himmelskörper in der Nähe der Ceres-Bahn gefunden. Bis heute wurden bereits über 10.000 Asteroiden mit einer Grösse von einem bis einigen hundert Kilometern katalogisiert. Die Gesamtzahl wird auf weit über eine Million geschätzt, aber die Masse aller Asteroiden zusammen erreicht nur 0,002 Erdmassen.

Während man früher davon ausging, die Asteroiden seien die Trümmer eines zerbrochenen Planeten, wird heute angenommen, dass ein solcher Planet nie existiert hat. Vielmehr sind die Asteroiden uralte Körper aus der Entstehungszeit des Sonnensystems, die sich wegen der Gezeitenkräfte des Jupiter nicht zu einem grösseren Planeten vereinigen konnten.

Die folgende Tabelle listet eine Auswahl der wichtigsten Asteroiden nach ihrer Grösse auf. Die Nummer spiegelt die Reihenfolge der Entdeckung wieder und die Entfernungen sind in Millionen Kilometer angegeben.

Die meisten Asteroiden umlaufen die Sonne auf elliptischen Bahnen zwischen Mars und Jupiter. Ihre Verteilung ist jedoch nicht gleichmäßig, da die Gravitation des Jupiter bestimmte Bereiche, die sogenannten Kommensurabilitäts-Lücken, von Kleinplaneten frei hält. Ausserdem existieren zahlreiche Ausreisser, deren Umlaufbahnen stark exzentrisch sind oder ausserhalb der Hauptgruppe liegen:

• Amors:
  Asteroiden dieser Gruppe, wie z.B. Eros, umlaufen die Sonne zwischen Erde und Mars.
• Apollos:
  Diese Kleinplaneten kommen der Sonne sehr nahe und kreuzen dabei die Erdbahn. Aus diesem Grund könnten sie uns durchaus gefährlich werden.
• Atens:
  Diese Asteroiden bewegen sich komplett innerhalb der Erdbahn.
• Centauren:
  Diese Gruppe, zu der z.B. Chiron gehört, umläuft die Sonne zwischen Saturn und Uranus, und wird wegen ihrer grossen Entfernung manchmal bereits dem Kuiper-Gürtel zugeordnet.
• Trojaner:
  Die beiden Trojaner-Gruppen bewegen sich auf der Umlaufbahn des Jupiter immer 60 Grad vor bzw. hinter dem Riesenplaneten. An diesen Librationspunkten des Jupiter heben sich die Anziehungskräfte genau auf, so dass sich dort Kleinplaneten ansammeln und nicht mehr entfliehen können.
• Unusual Minor Planets (UMPs):
  Die Umlaufbahnen dieser Asteroiden fügen sich in kein Schema.

Die meisten Asteroiden dürften nach dem "Schutthaufen"-Modell aufgebaut sein. Dabei wird angenommen, dass es sich nicht um massive Körper, sondern um lockere Ansammlungen von Staub und Gesteinsbrocken handelt, die nur durch die eigene Schwerkraft zusammen gehalten werden. Asteroiden werden nach ihrer chemischen Zusammensetzung in die folgenden Gruppen unterteilt:

• C-Typ:
  75% aller Asteroiden, wie z.B. Ceres, gehören zu diesem Typ aus Gestein mit einem hohen Anteil an Kohlenwasserstoffen. Durch die organischen Verbindungen erhalten sie eine dunkle Färbung und es wird vermutet, dass es sich um Materie handelt, die sich seit der Entstehung des Sonnensystems aus einem Protosolaren Nebel nicht wesentlich verändert hat.
• S-Typ:
  15% der Asteroiden, darunter auch Gaspra, bestehen aus einem Gemisch von Eisen und Gestein.
• M-Typ:
  Diese seltenen Asteroiden bestehen aus einer Eisen-Nickel-Legierung und sind der Materie in Planetenkernen sehr ähnlich.
• Achondriten:
  Der seltenste Asteroiden-Typ, dem z.B. Vesta angehört, hat eine vulkanische Oberfläche, die erstarrter Lava sehr ähnlich ist.

Eine ähnliche Einteilung ist auch für die auf der Erde gefundenen Meteoriten gültig, da es sich dabei u.a. um Bruchstücke von Asteroiden handelt.

Einige Asteroiden, wie z.B. Sylvia, verfügen über einen eigenen Mond, bei dem es sich natürlich ebenfalls um einen Asteroiden handelt. Die Abbildung links zeigt Ida mit seinem Mond Dactyl, der in der rechten oberen Ecke noch einmal vergrößert dargestellt ist. Dactyl hat eine Abmessung von 1,6 x 1,2 km und umkreist Ida in einer Entfernung von ca. 90 km.

Die erste Landung einer Raumsonde auf einem Asteroiden fand am 12. Februar 2001 statt, als NEAR Shoemaker weich auf Eros aufsetzte. Das Raumfahrzeug hatte den Asteroiden bereits längere Zeit umkreist und zahlreiche Daten geliefert, als man sich gegen Ende der Mission zu diesem riskanten Manöver entschloss, denn die Sonde war eigentlich nicht für eine Landung konstruiert worden. Während ihres Abstiegs zu Eros übermittelte NEAR Shoemaker die links darstellte Bildsequenz.