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2007_1 Asteroiden, Kometen und Meteore
Zu unserem Sonnensystem gehören - neben den Planeten und ihren Monden, den transneptunischen Kleinplaneten und dem interplanetaren Staub - noch eine große unbekannte Zahl von kleinen Körpern.
Asteroiden, meist Planetoiden genannt, besitzen eine geringe Dichte und haben einen Durchmesser von einigen Metern bis rund 1 000 km. Die Mehrzahl zeigt eine Verwandtschaft mit den Meteoriten und besteht im Wesentlichen aus Gesteinsmaterial, kohlige Chondriten. Sie umkreisen rechtläufig die Sonne zwischen 3,2 und 5,8 Jahren, überwiegend in der Ebene der Ekliptik. Bis auf wenige Ausnahmen bewegen sie sich im Planetoidengürtel im Sonnenabstand von etwa 2,2 bis 3,2 AE, ihre Gesamtzahl wird auf 106 geschätzt. Sie sollten aller Wahrscheinlichkeit nach die Trümmer eines großen Ausgangskörpers sein. Ihre Entdeckung 1801 erregte großes Aufsehen, da hiermit eine Lücke in der Titus-Bodeschen Reihe geschlossen wurde. Die Annahme wurde aber wegen der geringen Gesamtmasse verworfen. Ihre Form ist sehr unregelmäßig, meist langgestreckt, die Rotationsperioden liegen zwischen 3 und 17 Stunden.
Die Titus-Bodesche Reihe ist eine 1766 von J. K. Titus empirisch (griech.: durch Erfahrung, Erfahrungswissenschaft) gefundene und später von J. E. Bode bekannt gemachte mathematische Formel, die die mittleren Abstände der Planeten von der Sonne beschreibt. Danach gilt für die Planetenabstände a = 0,4 + 0,3 * 2n ( mit n = 0 für Venus, n = 1 für die Erde, n = 2 für Mars usw.).
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Es fällt auf, dass Pluto nicht in diese Reihe passt. Inzwischen hat Pluto keinen Planetenstatus mehr. Interessant ist auch, dass alte gnostische Schriften nur von 8 Planeten ausgehen.
Eine Ag der Uni Heidelberg entdeckte in den 1990-er Jahren fossile Meteoriten in einem schwedischen Steinbruch, eingebettet in Kalkstein aus dem Ordovizum, die vor 467 Millionen Jahren abgelagert wurden. Die Ursache dafür war die Kollision von zwei größeren Asteroiden irgendwo zwischen den Planeten Mars und Jupiter. Den Beweis für einen direkten Zusammenhang der beiden Ereignisse lieferte im Januar 2007 ein Forscherteam durch die präzise Datierung mehrer Meteoriten. Noch einige Millionen Jahre nach dem Zusammenstoß prasselten etwa hundertmal so viele Meteoriten wie gewöhnlich auf die Erde. Die meisten davon waren nur wenige Zentimeter groß, doch auch größere Einschläge sind überliefert. Der Eintrag von kosmischen Staub in die Erdatmosphäre dürfte mehrere Millionen Jahre erhöht gewesen sein.
Noch heute stammt ein Viertel der Meteoriten, die die Erde treffen, von diesem Zusammenstoß. Sie sind an ihrer charakteristischen Zusammensetzung erkennbar und gehören zu den so genannten L-Chondriten. Wie sich der steinerne Dauerregen auf das Klima der Erde auswirkte, ist nicht bekannt. Das Leben war damals noch sehr einfach und spielte sich größtenteils im Meer ab. Die Explosion der Artenvielfalt im mittleren bis späten Ordovizium könnte auf das kosmische Bombardement zurückzuführen sein.
Am 6. April 2006 kurz nach 22 Uhr zog ein greller Feuerball über den nächtlichen Himmel in Südbayern und Tirol. Der Verursacher war ein etwa 600 Kilopond schwerer, knapp ein Meter großer Stein, der in die Erdatmosphäre eintrat, dabei sein äußeres Material verlor und die schwarze Schmelzkruste bekam. Ein Fragment, ein faustgroßer schwarzer Steinmeteorit von 1750 Gramm wurde 6 km von Neuschwanstein entfernt gefunden.
Untersuchungen ergaben, dass der Ursprungskörper die Sonne auf einem exzentrischen Orbit mit einer großen Halbachse von 2,4 AE umrundete. Seine Bahndaten waren fast identisch mit dem Peribram-Meteoriten, der 1959 in der Tschechoslowakei niederging.
Analog zu den Meteoritenströmen aus Kometenmaterial wurden schon lange Asteroiden-ströme vermutet, die aus zerbrochenen Kleinplaneten stammen und dieser neue Fund, verglichen mit dem Peribram-Stein, unterstützt diese Theorie.
Kometen (griech.: Haarstern) sind Schweifsterne, kleine Himmelskörper des Planetensystems, die in Sonnennähe größere Mengen leichtflüchtiger Gase und von ihnen mitgerissene feste Teilchen freisetzen, wodurch ein von der Sonne weggerichteter Schweif entsteht.
Der Kern besteht aus einem lockeren Konglomerat von verschiedenen Eisarten ( hauptsächlich Wasserstoffverbindungen der drei häufigsten kosmischen schweren Elemente: Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff. Also aus Wassereis, gefrorenes Ammoniak und gefrorenes Methan) und festen staubförmigen Bestandteilen. (Kleinste Partikel bis zu Gesteinsbrocken von einigen Metern Durchmesser).
Sie scheinen unveränderte Überreste der Materie zu sein, die bei der Entstehung des Sonnensystems in dessen äußeren Regionen kondensierte.
Ein Teil der Staubteilchen ist ähnlich wie die kohligen Chondrite (Meteore) aus silicatbildenden Elementen (Magnesium, Silicium, Aluminium und Sauerstoff) zuusammengesetzt, der andere Teil besteht aus CHON-Teilchen (Kohlenstoff = C, Wasserstoff = H, Sauerstoff = O, Stickstoff = N).
Der Schweif bildet sich, wenn der Komet der Sonne näher als ca. 2 AE kommt. Der Ionen- oder Gasschweif (Typ I) ist lang und schmal und besteht aus ionisierten (elektrisch geladenen, also nicht neutralen) Atomen und Molekülen. Der Staubschweif (Typ II) ist kürzer, breiter und stärker gekrümmt und besteht aus den Staubteilchen, die aus der Koma austreten. Die Koma ist eine Gasatmosphäre, die sich durch die Einwirkung der Sonnenstrahlen bei 4 - 5 AE Sonnenentfernung bildet. Staubschweife sind seltener als Ionenschweife, beide können gemeinsam aber auch einzeln auftreten.
Bahnen:
a) periodische = Ellipsenbahnen b) unperiodische = Parabel- oder Hyperbelbahnen
Herkunft:
Langperiodische Kometen (Umlaufzeiten bis 8 Millionen Jahre und exzentrische Bahnen) stammen aus der Oortsche Wolke deren äußerer Rand bei etwa 150 000 AE (0,7 pc) liegt.
Kurzperiodische Kometen (Umlaufzeiten bis 200 Jahren und Bahnen in etwa in der Ekliptik) stammen aus dem Kuiper Gürtel, der außerhalb der Planetenbahnen bei etwa 50 bis 500 AE liegt.
Die geschätzte Anzahl liegt bei ca. 108 bis 1010 kurzperiodischen und 1011 bis 1012 langperiodischen Kometen.
Der äußere Rand des Sonnensystems ist sehr viel dichter bevölkert als bislang angenommen. Eine im August 2006 veröffentlichte Studie zeigt, dass sich jenseits der Umlaufbahn des Neptun etwa eine Billiarde Gesteinsbrocken mit einer Größe zwischen zehn und hundert Metern um die Sonne bewegen. Sie gehören zu den so genannten Transneptunischen Objekten (TNO), die unter anderem den Kuiper-Gürtel am äußeren Rand des Sonnensystems bilden. Darunter beispielsweise auch den Planetoiden mit dem Spitznamen Xena, der als Kandidat für den zehnten Planeten des Sonnensystems galt.
Nach derzeitiger Theorie bildeten sich die Kometen in den frostigen Außenbezirken des Sonnensystems, jenseits der Bahn des Planeten Neptun im so genannten Kuiper-Gürtel. Das Baumaterial für die Schweifsterne, so nahm man bisher an, war vor allem Material, das älter als die Sonne ist. Das junge Sonnensystem muss jedoch ein gewaltiger Mahlstrom gewesen sein, in dem Gas und Staub aus den inneren Bereichen bis in die äußersten Winkel transportiert wurden. Das zeigen Staubkörnchen vom Kometen Wild-2, die die Nasa-Sonde Stardust Anfang 2006 zur Erde brachte.
Sie enthielten Olivin-Kristalle und ein Kalzium-Aluminium-Einschluss, der im heißesten Teil des solaren Urnebels entstanden sein muss. Solche Einschlüsse sind bislang nur von Meteoriten bekannt. Die Forscher fanden aber auch Material, das die kälteren Bezirke des Sonnensystems wohl nie verlassen hat. Einige Wasserstoff- und Stickstoff-Isotope sowie organische Moleküle scheinen die Geburt der Sonne unverändert überstanden zu haben. Insbesondere die Kohlenstoffverbindungen sind den bislang bekannten Substanzen aus Meteoriten völlig unähnlich. Sie enthalten zum Beispiel kaum ringförmige Moleküle.
Meteore (griech.: meteoros "in der Luft schwebend") sind interplanetare Kleinkörper.
Es gibt
a) undifferenzierte = ohne Anzeichen für Verarmung oder Anreicherung von Elementen, meist Chondrite der Untergruppe kohlige Chondrite. Zu Chondriten, die zu den Steinmeteoriten gehören, gibt es kein vergleichbares irdisches Gestein.
b) differenzierte = aus Silicatgestein bestehende Achondrite (Steinmeteorite), aus Eisen- Nickel-Legierung bestehende Eisenmeteorite und die Steineisenmeteorite mit rundlichen Gesteinskörnern in Nickeleisen eingebettet.
Die grobe Einteilung in 4 Hauptklassen richtet sich nach dem Verhältnis von Metall und Silikat. In Klammern die Häufigkeit.
Chondrite, Steinmeteore (rd. 84%)
Achondrite, Steinmeteore (rd. 8%)
Eisenmeteore (rd. 6%)
Stein-Eisen-Meteore (rd. 2%)
Jährlich fallen etwa 1 000 größere Meteore auf die Erde, wer die Erdoberfläche erreicht wird Meteorit genannt. Beispiel: Nördlinger Ries, Durchmesser etwa 20 km, Tiefe etwa 200 Meter, Einschlag von ca. 109 t vor etwa 14,6 Millionen Jahren.
Zum Vergleich: Der Krater Canon Diabolo hat einen Durchmesser von 1260 km und eine heutige Tiefe von 175 Meter, ein Einschlag von ca. 2 Millionen Tonnen.
Meteore stammen aus Kollisionen von Planetesimalen von 10 - 800 km Durchmesser in der Frühzeit der Entstehungsphase des Planetensystems.
Sternschnuppen = Meteorite, die in der Erdatmosphäre verglühen.
Ein Meteorstrom wird nach Lage eines scheinbaren Radianten benannt. Dabei durchfliegt die Erde Kometenschweif-Rückstände.
Bekannte Ströme sind
- die Perseiden im August
- die Leoniden im November.
Das Alter der Meteoriten liegt bei ca. 4,6 * 109 Jahre, vergleichbar dem ältesten Mondgestein.