Der Begriff Zwergplanet ist in den letzten Jahren viel herumgewirbelt worden. Als Teil einer Drei-Wege-Kategorisierung von Körpern, die die Sonne umkreisen, wurde der Begriff im Jahr 2006 aufgrund der Entdeckung von Objekten außerhalb der Umlaufbahn von Neptun übernommen, die in ihrer Größe mit Pluto vergleichbar waren. Seitdem wird es verwendet, um viele Objekte in unserem Sonnensystem zu beschreiben, was das alte Klassifikationssystem, das behauptete, es gäbe neun Planeten, auf den Kopf gestellt.
Der Begriff hat auch zu einer Menge Verwirrung und Kontroversen geführt, wobei viele seine Genauigkeit und Anwendbarkeit auf Körper wie Pluto in Frage stellen. Dennoch erkennt die IAU derzeit fünf Körper in unserem Sonnensystem als Zwergplaneten an, sechs weitere könnten in den kommenden Jahren erkannt werden und bis zu 200 oder mehr könnten innerhalb der Ausdehnung des Planeten existieren Cooper Gürtel .
Definition:
Nach der Definition übernommen von der IAU Im Jahr 2006 ist ein Zwergplanet „ein Himmelskörper, der einen Stern umkreist, der massiv genug ist, um durch seine eigene Schwerkraft gerundet zu werden, aber seine benachbarte Region nicht von Planetesimalen befreit hat und kein Satellit ist. Genauer gesagt muss es eine ausreichende Masse haben, um seine Druckfestigkeit zu überwinden und zu erreichen hydrostatisches Gleichgewicht . '
Im Wesentlichen soll der Begriff jedes Objekt mit planetarischer Masse bezeichnen, das weder ein Planet noch ein natürlicher Satellit ist, das zwei grundlegende Kriterien erfüllt. Zum einen muss es sich in direkter Umlaufbahn um die Sonne befinden und darf kein Mond um einen anderen Körper sein. Zweitens muss es massiv genug sein, damit es unter seiner eigenen Schwerkraft kugelförmig geworden ist. Und im Gegensatz zu einem Planeten muss er die Umgebung seiner Umlaufbahn nicht geräumt haben.
Die größten bekannten transneptunischen Objekte (TNO), maßstabsgetreu dargestellt. Bildnachweis: Larry McNish/M.Brown
Größe und Masse:
Damit ein Körper rund werden kann, muss er massiv genug sein, so dass seine eigene Schwerkraft die dominante Kraft ist, die auf ihn wirkt. Hier würde der durch diese Masse erzeugte Innendruck eine Oberfläche plastisch machen, große Erhebungen absinken und Hohlräume auffüllen lassen. Bei kleineren Körpern mit einem Durchmesser von weniger als wenigen Kilometern (wie Asteroiden) kommt dies nicht vor. die von Kräften außerhalb ihrer eigenen Schwerkraft dominiert werden und dazu neigen, unregelmäßige Formen beizubehalten.
Körper mit einem Durchmesser von wenigen Kilometern – bei denen ihre Schwerkraft zwar signifikanter, aber nicht dominant ist – neigen dazu, kugelförmig oder „kartoffelförmig“ zu sein. Je größer der Körper ist, desto höher ist sein Innendruck, bis der Druck ausreicht, um seine Innendruckfestigkeit zu überwinden und ein hydrostatisches Gleichgewicht erreicht wird. An diesem Punkt ist ein Körper aufgrund seiner Rotations- und Gezeitenwirkung so rund wie nur möglich. Dies ist die definierende Grenze eines Zwergplaneten.
Die Rotation kann jedoch auch die Form eines Zwergplaneten beeinflussen. Wenn sich der Körper nicht dreht, ist er eine Kugel. Aber je schneller es rotiert, desto abgeflachter oder sogar skalenförmiger wird es. Das extreme Beispiel dafür ist Haumea , die entlang ihrer Hauptachse doppelt so lang ist wie an den Polen. Gezeitenkräfte bewirken auch, dass die Rotation eines Körpers allmählich durch die Gezeiten blockiert wird, sodass er seinem Gefährten immer das gleiche Gesicht präsentiert. Ein extremes Beispiel dafür ist der Pluto-Charon System, bei dem beide Körper durch Gezeiten miteinander verbunden sind.
Die oberen und unteren Größen- und Massengrenzen von Zwergplaneten wurden von der IAU nicht festgelegt. Und während die untere Grenze als das Erreichen einer hydrostatischen Gleichgewichtsform definiert ist, hängt die Größe oder Masse, bei der ein Objekt diese Form annimmt, von seiner Zusammensetzung und seiner thermischen Vorgeschichte ab.
Körper aus starren Silikaten (wie Gesteinsasteroiden) sollen beispielsweise bei einem Durchmesser von ca. 600 km und eine Masse von 3,4×10zwanzigkg. Für einen Körper aus weniger starrem Wassereis würde die Grenze näher bei 320 km und 10 . liegen19kg. Infolgedessen existiert derzeit kein spezifischer Standard für die Definition eines Zwergplaneten basierend auf seiner Größe oder Masse, sondern wird stattdessen basierend auf seiner Form allgemeiner definiert.
Orbitale Dominanz:
Neben dem hydrostatischen Gleichgewicht haben viele Astronomen darauf bestanden, dass zwischen Planeten und Zwergplaneten unterschieden wird, basierend auf der Unfähigkeit der letzteren, „die Nachbarschaft um ihre Umlaufbahnen zu räumen“. Kurz gesagt, Planeten sind in der Lage, kleinere Körper in der Nähe ihrer Umlaufbahnen durch Kollision, Einfangen oder Gravitationsstörung zu entfernen (oder Umlaufresonanzen herzustellen, die Kollisionen verhindern), während Zwergplaneten nicht die erforderliche Masse dafür haben.
Um die Wahrscheinlichkeit zu berechnen, dass ein Planet seine Umlaufbahn erreicht, haben die Planetenwissenschaftler Alan Stern und Harold F. Levison (der erstere ist der Hauptforscher des Neue Horizonte Mission zu Pluto und dem Chefwissenschaftler bei Mondexpress ) einen Parameter eingeführt, den sie als ? (Lambda).
Dieser Parameter drückt die Wahrscheinlichkeit einer Begegnung aus, die zu einer bestimmten Ablenkung der Umlaufbahn eines Objekts führt. Der Wert dieses Parameters in Sterns Modell ist proportional zum Quadrat der Masse und umgekehrt proportional zur Periode und kann verwendet werden, um die Fähigkeit eines Körpers abzuschätzen, die Umgebung seiner Umlaufbahn zu entfernen.
Astronomen wie Steven Soter, Wissenschaftler an der NYU und wissenschaftlicher Mitarbeiter am American Museum of Natural History, haben sich dafür ausgesprochen, diesen Parameter zu verwenden, um zwischen Planeten und Zwergplaneten zu unterscheiden. Soter hat auch einen Parameter vorgeschlagen, den er als bezeichnetplanetarische Diskriminante –bezeichnet als µ (mu) – was berechnet wird, indem die Masse des Körpers durch die Gesamtmasse der anderen Objekte geteilt wird, die seine Umlaufbahn teilen.
Anerkannte und mögliche Zwergplaneten:
Derzeit gibt es fünf Zwergplaneten: Pluto , Eris , Möchte , Haumea , und Ceres . Nur Ceres und Pluto wurden genug beobachtet, um unbestreitbar in diese Kategorie zu passen. Die IAU entschied, dass unbenannt Transneptunische Objekte (TNOs) mit einer absoluten Helligkeit heller als +1 (und einem mathematisch abgegrenzten minimalen Durchmesser von 838 km) sind als Zwergplaneten zu bezeichnen.
Mögliche Kandidaten, die derzeit geprüft werden, sind unter anderem Orkus , 2002 MS4 , Salacia , Quaoar , 2007 ODER10 , und Sedna . Alle diese Objekte befinden sich im Kuipergürtel oder im Streuscheibe ; mit Ausnahme von Sedna, das ein freistehendes Objekt ist – eine spezielle Klasse, die für dynamische TNOs im äußeren Sonnensystem gilt.
Möglicherweise gibt es weitere 40 bekannte Objekte im Sonnensystem, die zu Recht als Zwergplaneten klassifiziert werden könnten. Schätzungen gehen davon aus, dass bis zu 200 Zwergplaneten gefunden werden können, wenn die gesamte Region, die als Kuipergürtel bekannt ist, erforscht wird, und dass die Zahl 10.000 überschreiten kann, wenn die außerhalb des Kuipergürtels verstreuten Objekte berücksichtigt werden.
Pluto und die Monde Charon, Hydra und Nix (links) im Vergleich zum Zwergplaneten Eris und seinem Mond Dysmonia (rechts). Kredit: Internationale Astronomische Union
Streit:
Unmittelbar nach der IAU-Entscheidung zur Definition eines Planeten äußerten eine Reihe von Wissenschaftlern ihre Ablehnung der IAU-Resolution. Mike Brown (der Leiter des Caltech-Teams, das Eris entdeckt hat) stimmt der Reduzierung der Anzahl der Planeten auf acht zu. Astronomen wie Alan Stern haben jedoch Kritik an der Definition der IAUs geäußert.
Stern hat behauptet, dass Pluto, Erde, Mars, Jupiter und Neptun ihre Orbitalzonen nicht vollständig geklärt haben. Die Erde umkreist die Sonne mit 10.000 erdnahen Asteroiden, was nach Sterns Einschätzung der Vorstellung widerspricht, dass sie ihre Umlaufbahn verlassen hat. Jupiter wird unterdessen von satten 100.000 trojanischen Asteroiden auf seiner Umlaufbahn begleitet.
So bezeichnete Stern 2011 Pluto noch als Planeten und akzeptierte andere Zwergplaneten wie Ceres und Eris sowie die größeren Monde als zusätzliche Planeten. Andere Astronomen haben dieser Meinung jedoch widersprochen, indem sie gesagt haben, dass die großen Planeten die Umlaufbahnen der anderen Körper innerhalb ihrer Umlaufbahn bei weitem nicht vollständig kontrollieren, anstatt ihre Umlaufbahnen nicht geklärt zu haben.
Ein weiterer Streitpunkt ist die Anwendung dieser neuen Definition auf Planeten außerhalb des Sonnensystems. Techniken zur Identifizierung extrasolarer Objekte können im Allgemeinen nicht feststellen, ob ein Objekt seine Umlaufbahn „gereinigt“ hat, außer indirekt. Als Ergebnis wurde 2001 von der IAU eine separate „funktionierende“ Definition für extrasolare Planeten aufgestellt, die das Kriterium enthält: das Sonnensystem.'
Wie die aktuelle IAU-Definition für Exoplaneten gilt, ist für viele Astronomen umstritten. Bildnachweis: phl.upl.edu
Über den Inhalt der Entscheidung der IAU hinaus gibt es auch die Kontroverse um den Entscheidungsprozess selbst. An der Schlussabstimmung war im Wesentlichen nur ein relativ kleiner Prozentsatz der IAU-Generalversammlung beteiligt – 425 von 9000 oder weniger als 5 %. Dies war zum Teil auf den Zeitpunkt der Abstimmung zurückzuführen, die am letzten Tag der zehntägigen Veranstaltung stattfand, als viele Mitglieder bereits ausgeschieden waren.
Befürworter der Entscheidung betonen jedoch, dass eine Stichprobe von 400 Vertretern aus einer Bevölkerung von 9.000 statistisch ein Ergebnis mit guter Genauigkeit ergibt. Selbst wenn nur 4-5 % der Mitglieder für eine Neuklassifizierung von Pluto gestimmt haben, könnte die Tatsache, dass die Mehrheit der genannten Mitglieder zustimmte, als eine Stichprobe der Meinung der IAU insgesamt angesehen werden.
Es gibt auch das Problem der vielen Astronomen, die nicht an der Konferenz teilnehmen konnten oder sich entschieden haben, die Reise nach Prag nicht anzutreten. Die Astronomin Marla Geha hat auch klargestellt, dass nicht alle Mitglieder der Union über die Klassifizierungsfrage abstimmen müssen und dass nur diejenigen beteiligt werden müssen, deren Arbeit in direktem Zusammenhang mit Planetenstudien steht.
Schließlich hat die NASA angekündigt, die neuen Richtlinien der IAU anzuwenden, die eine Billigung oder zumindest Annahme der Position der IAU darstellen. Dennoch ist die Kontroverse um die Entscheidung von 2006 noch lange nicht beendet, und wir können weitere Entwicklungen an dieser Front erwarten, wenn mehr „Zwergplaneten“ gefunden und ausgewiesen werden.
Nach Ansicht der IAU ist es leicht zu verstehen, was ein Zwergplanet ist, aber das Sonnensystem in ein dreistufiges Klassifikationssystem einzupassen, wird sich als immer schwieriger erweisen, da unser Verständnis des Universums zunimmt und wir immer weiter in den Weltraum sehen können.
Wir haben viele Artikel über Zwergplaneten für Universe Today geschrieben. Hier ist eine über Zwergenplaneten , und hier ist einer auf Warum Pluto kein Planet mehr ist .
Astronomy Cast hat auch eine Episode rund um Zwergplaneten. Hör zu, Folge 194: Zwergplaneten .
Weitere Informationen finden Sie in der NASA Überblick über das Sonnensystem: Zwergplaneten , das Leitfaden zur Erkundung des Sonnensystems auf Zwergplaneten , und Mike Browns Zwergplanet-Seite .
Hier ist die Liste aller bekannten Zwergplaneten und ihrer Monde. Wir hoffen, Sie finden, wonach Sie suchen:
Anerkannte Zwergplaneten:
Mögliche Zwergplaneten:
