Sternstunden des Universums

Eisen. Die Mehrzahl der bekannten Asteroiden umläuft die Sonne in einem Bereich zwischen den Planeten Mars und Jupiter, den man auch als »Asteroidengürtel« bezeichnet (Abb. 10). Diese Zone beginnt etwa 2 Astronomische Einheiten (AE) von der Sonne entfernt und reicht hinaus bis zu circa 3,6 AE. (1 AE beziehungsweise 1 AU entspricht der Entfernung Erde – Sonne.) Man vermutet, dass sich dort etwa ein bis zwei Millionen Asteroiden größer als ein Kilometer tummeln. In diesem Reigen ist Ceres mit rund 950 Kilometern Durchmesser der größte Brocken. Pallas, Vesta und Hygiea haben Durchmesser zwischen 400 und 525 Kilometern. Andere wie Juno, Europa und Eunomia sind mit maximal 300 Kilometer Durchmesser bereits deutlich kleiner. In der Literatur finden sich für diese Körper neben der Bezeichnung »Asteroid« auch die Begriffe »Planetoid« oder »Kleinplanet«, ohne dass eine scharfe Grenzgröße festgesetzt ist. Die meisten Asteroiden sind von ziemlich unregelmäßiger Gestalt (Abb. 11). Nur bei den besonders massereichen, so beispielsweise bei Ceres, reicht die Gravitationskraft aus, den Körper zu einer annähernd gleichmäßigen Kugel zu formen. Entsprechend den Bestimmungen der Internationalen Astronomischen Vereinigung vom 24. August 2006 rechnet man solche Körper nicht mehr zu den Asteroiden, sondern bezeichnet sie als »Zwergplaneten«.

    Abb. 11: Einige Asteroiden und Kometen mit Name und Größenangabe. Alle wurden mittlerweile von irdischen Sonden besucht und genauer unter die Lupe genommen. Bezeichnung und »Besuchsdatum« der jeweiligen Raumsonde sind in der letzten Zeile vermerkt.
    Zusätzlich zu diesen über 1 Kilometer großen Objekten bevölkern noch mehrere Millionen Kleinkörper den Asteroidengürtel. Manche haben Abmessungen von nur wenigen Metern, andere sind bis zu einigen hundert Metern groß.
    Könnte es sein, dass all diese Asteroiden einmal Bestandteil eines Planeten waren, der zwischen Mars und Jupiter die Sonne umkreiste und einst auseinanderbrach? Betrachtet man die Gesamtmasse aller Asteroiden im Asteroidengürtel, so sieht man sofort: Das kann nicht sein. Abschätzungen haben ergeben, dass alle diese Körper zusammen eine Masse von lediglich 3,0 bis 3,6 × 10 21 Kilogramm auf die Waage bringen. Das sind nur rund 4 Prozent der Masse unseres Mondes. Rund 32 Prozent davon beansprucht allein Ceres für sich. Weitere 19 Prozent entfallen auf die rund 250 Kilometer großen Asteroiden Pallas, Vesta und Hygiea. Und obwohl Europa und Davida immerhin noch eine Ausdehnung von etwa 160 Kilometern haben, sind sie nur noch mit zusammen 2 Prozent an der Gesamtmasse beteiligt. Anhand dieser Auflistung lässt sich gut veranschaulichen, wie sich die Asteroidenpopulation hinsichtlich Masse und Größe zusammensetzt: Mit abnehmender Masse der Asteroiden steigt ihre Anzahl rapide an.
    Wenn sich schon aus so wenig Materie kein »vernünftiger« Planet formen lässt, so hätten doch bei der Entstehung des Sonnensystems die Materiebrocken zu einem einzigen großen Körper zusammenklumpen können. Aber genau das hat der Planet Jupiter verhindert. Als er entstand, wuchs mit seiner Masse auch seine Gravitationskraft. In diesem gewaltigen Gravitationsfeld wurden bereits zu einer gewissen Größe herangereifte Körper wieder zerrissen beziehungsweise deren Bahnen so gestört, dass die Planetoiden untereinander kollidierten und dabei auseinanderbrachen.
    Doch woher kommen die Asteroiden? Heute glaubt man, dass es sich dabei um Relikte aus der Entstehungszeit unseres Sonnensystems vor circa 4,5 Milliarden Jahren handelt. Diese Körper sind zusammen mit den Planeten entstanden, haben es aber nicht geschafft, ausreichend Materie aus der ursprünglichen Gas- und Staubscheibe um die junge Sonne an sich zu ziehen und mit anderen Planetesimalen zu Planeten zusammenzuklumpen. Asteroiden sind sozusagen die »Loser« im Sonnensystem.
    So weit zur Entstehung der Asteroiden. Mittlerweile glaubt man auch zu wissen, wie es dazu kam, dass sich diese Körper im heutigen Asteroidengürtel zusammengefunden haben. Aufschluss gibt das von Tsiganis, Gomes und Morbidelli entwickelte Nizza-Modell, das im Kapitel 5 besprochen wird. Demnach waren die äußeren Planeten im frühen Sonnensystem viel näher zur Sonne platziert. Zudem postuliert das Modell jenseits der Planeten eine mit Planetesimalen bevölkerte Scheibe, die bis 30 AE weit hinausreicht. Anfänglich ließen die zwischen den Planeten und Planetoiden wirkenden