Kleinplaneten Ein kosmisches Kuriositätenkabinett

Im Jahr 1992 wurde erstmals ein Objekt im Sonnensystem entdeckt, das sich vollständig außerhalb der Bahn des Planeten Neptun bewegt. Für die Forscher kam das nicht ganz überraschend. Schon längst hatten sie dort einen bis dahin hypothetischen Gürtel aus kleinen Objekten erwartet, der nach dem aus den Niederlanden stammenden Astronomen Gerard Kuiper benannt worden war. Kuiper hatte 1951 einen Artikel über Objekte jenseits des Pluto veröffentlicht, der mittlerweile als ein Ausreißer aus diesem Gürtel gilt.

Inzwischen sind in diesen fernen Bereichen des Sonnensystems rund 1100 kleine Objekte beobachtet worden, die sich mit wenigen Ausnahmen entweder innerhalb des Kuiper-Gürtels bewegen, der sich dreißig bis fünfzig Astronomische Einheiten (zu je 150 Millionen Kilometer) von der Sonne entfernt befindet oder auf langgestreckten Ellipsenbahnen, die in diesen Gürtel hineinreichen. Insgesamt wird das Inventar auf rund 70.000 Objekte mit mindestens hundert Kilometer Durchmesser geschätzt.

In jüngerer Zeit hat man erkannt, daß sich in den fernen Bereichen des Sonnensystems auch einige exotische "Wanderer zwischen den Welten" befinden, die sich auf überraschenden Bahnen bewegen. Ob sie überhaupt aus dem Kuiper-Gürtel stammen und wie sie gegebenenfalls auf ihre heutigen Bahnen geraten sind, ist bislang unklar. Diese und andere Fragen zur Dynamik des Sonnensystems ließen sich sicherlich besser beantworten, wenn man einen genaueren Überblick über die Bahnen der Mitglieder des Kuiper-Gürtels hätte. Aber nur von ungefähr der Hälfte dieser Objekte wurden die Bahnen vermessen. Vor wenigen Tagen sind vom Kleinplanetenzentrum am Harvard Smithsonian Center for Astrophysics gleich 45 neu ermittelte Bahnen veröffentlicht worden - ungefähr zehn Prozent aller bislang schon bekannten. Das könnte der dynamischen Erforschung des Sonnensystems und insbesondere seiner äußeren Bereiche wesentlich zugute kommen.

Lieber Objektjäger als Forscher

Eine der Schwierigkeiten bei der Erkundung des Kuiper-Gürtels besteht darin, daß sich mehr Astronomen darum kümmern, neue Mitglieder zu entdecken, als deren Bahnen zu ermitteln. Die Daten reichen oft vor allem nicht aus, von der Norm abweichende Bahnen zu erkennen, die für die Forscher von besonderem Interesse sind. Insbesondere um Himmelskörper mit solchen Bahnen aufzuspüren, begründete eine Gruppe von Wissenschaftlern um Brett Gladman an der University of British Columbia im Jahr 2003 den "Canada France Ecliptic Plane Survey" - eine Durchmusterung in der Ekliptik, der Ebene der Planetenbahnen, in der sich die meisten Kuiper-Objekte bewegen.

In der Durchmusterung konzentrierten sich die Forscher auf die Beobachtung langsam über den Himmel wandernder Lichtpunkte. Die Daten wurden zum Teil mit den Ergebnissen anderer Beobachtungen verglichen. Im Februar, nach mehr als zwei Jahren Beobachtung, übergab die Gruppe sie an Brian Marsden vom Kleinplanetenzentrum, der daraus die 45 "neuen" Bahnen berechnet hat. Am 22. April sind die Ergebnisse im "Minor Planet Electronic Circular" veröffentlicht worden.

„Xena“ sogar größer als Pluto

Eine der großen Überraschungen bei der Untersuchung des Kuiper-Gürtels war es, daß dieser eine Reihe von Mitgliedern mit mehr als tausend Kilometer Durchmesser hat, von denen eins, der Kleinplanet 2003UB313, sogar etwas größer als der Planet Plutos ist: Der Durchmesser dieses inoffiziell Xena genannten Objekts übertrifft mit rund 2400 Kilometern jenen des Pluto um rund fünf Prozent. Schon seit längerem stellt sich die Frage, ob man ihn als zehnten Planeten akzeptieren soll -mit der Folge, daß weitere Kuiper-Objekte als Planeten hinzukommen könnten - oder ob man dem Pluto, der ebenfalls aus dem Kuiper-Gürtel stammt, seinen Planetenstatus aberkennen muß. Darüber berät seit einiger Zeit die zuständige Kommission der Internationalen Astronomischen Union, die vor einer endgültigen Klärung keine Namen für Objekte im Kuiper-Gürtel mehr vergeben will.

Zu den aus heutiger Sicht eher kuriosen Kuiper-Objekten gehört der im selben Jahr wie Xena entdeckte Kleinplanet 2003EL61, der zwei Begleiter hat, von denen ihn einer in 34,7 Tagen und der andere in 49,1 Tagen einmal umkreist. Die Astronomen haben herausgefunden, daß sich der mehr als hundert Kilometer große Kleinplanet in nur 3,9 Stunden einmal um seine Achse dreht. Es ist von allen bekannten Objekten dieser Größe dasjenige mit der schnellsten Rotation. Als Folge der Fliehkraft könnte sein Äquatordurchmesser jenen des Plutos deutlich übertreffen, während sein Polardurchmesser nur einen Bruchteil davon beträgt.

Gehört „Sedna“ überhaupt dazu?

Als krasser Außenseiter im Sonnensystem gilt der Kleinplanet 2003VB12, der offiziell den Namen Sedna trägt. Das rund 1700 Kilometer große Objekt umrundet die Sonne auf langgestreckter Bahn einmal in ungefähr 11.000 Jahren in einem Abstand von 76 bis zu 915,6 Astronomischen Einheiten. Es bewegt sich also weit außerhalb des Kuiper-Gürtels, so daß sich die Frage stellt, ob es überhaupt zu diesem gehört. Gerade für die Beantwortung solcher Fragen wäre mehr statistisches Datenmaterial erforderlich.

Zahlreiche der Objekte, die in den vergangenen Jahren entdeckt wurden, bewegen sich die meiste Zeit außerhalb des Kuiper-Gürtels, tauchen aber zumindest einmal pro Umlauf in diesen ein. Die meisten kommen bis auf etwa 38 Astronomische Einheiten an die Sonne heran - und damit in den Einflußbereich der Schwerkraft des Neptuns, der sie aus dem Kuiper-Gürtel herauskatapultiert haben dürfte.

„Buffy“ - es geht weiter hinaus als gedacht

Einige der Objekte, die nur gelegentlich in den Kuiper-Gürtel eintauchen, nähern sich der Sonne jedoch allenfalls bis auf vierzig Astronomische Einheiten und bleiben damit weit außerhalb des Schwerkraftbereichs von Neptun. Wie sie auf die heutigen Bahnen gelangt sind, ist weiterhin unklar. Vielleicht hat sie ein Stern, der in der Vergangenheit an der Sonne vorbeigezogen sein mag, von dieser fortgezogen.

Möglicherweise ließe sich auch die Bahn Sednas auf diese Weise erklären - und auch die Bahn des Kleinplaneten 2004XR190, der inoffiziell "Buffy" genannt wird. Es ist ein weiterer Außenseiter des Sonnensystems, wie man seit wenigen Monaten weiß. Das 500 bis tausend Kilometer große Objekt umrundet die Sonne auf einer kreisähnlichen Bahn in 52 bis 62 Astronomischen Einheiten Abstand von unserm Zentralgestirn, also wie Sedna vollständig außerhalb des Kuiper-Gürtels. Buffy - ein Kleinplanet, dessen Bahn um 47 Grad gegen die Ekliptik geneigt und auch dadurch außergewöhnlich ist - läßt mittlerweile einige Astronomen vermuten, daß die Ausläufer dieses Gürtels weiter von der Sonne fortreichen als bislang angenommen.